Научная статья на тему 'ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ НОЖА И НИЖНЕЙ ЧАСТИ ОТВАЛА БУЛЬДОЗЕРА НА ГРУНТ В НАЧАЛЕ ПРОХОДА'

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ НОЖА И НИЖНЕЙ ЧАСТИ ОТВАЛА БУЛЬДОЗЕРА НА ГРУНТ В НАЧАЛЕ ПРОХОДА Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
30
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРУНТ / БУЛЬДОЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ / НОЖ / НИЖНЯЯ ЧАСТЬ ОТВАЛА / РЕЗАНИЕ / АНАЛИЗ / ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Николаев В.А.

Введение. Применение комплекса агрегатов непрерывного действия в строительстве автомобильных дорог позволит увеличить производительность труда, улучшить качество строительства автомобильных дорог. Поэтому целью проектирования является создание комплекса агрегатов для осуществления непрерывного строительства автомобильных дорог, преимущественно в автоматическом режиме. Для реализации этой цели на первом этапе правильным является сочетание теоретических расчётов параметров рабочих органов технических средств непрерывного действия и конструктивных разработок. Для удаления камней, кустов, деревьев с полосы отвода будущей дороги целесообразно использовать агрегаты с бульдозерным оборудованием. Хотя теоретические основы разработки грунта весьма подробно рассмотрены, но, основываясь на них, сложно выявить и сопоставить частные затраты энергии воздействия на грунт элементов технических средств. Поэтому необходим подробный анализ взаимодействия с грунтом элементов различных технических средств, в частности бульдозерного оборудования. Прежде чем рассматривать первичный псевдосдвиг грунта, следует рассчитать действующие силы и затраты энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт.Методика исследования. Если заглубление ножа небольшое, поверхность ножа транспортирует грунт вверх, осуществляя вторичное смещение грунта после первичного псевдосдвига; поднятие грунта на высоту; преодоление силы инерции разрабатываемого грунта; ускорение грунта; преодоление силы трения грунта о поверхность. Разработана методика определения затрат энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт в начале прохода, учитывающая указанные составляющие.Результаты. На основе данной методики определены затраты энергии: на смещение грунта после первичного сдвига, поднятие грунта на высоту, преодоление силы инерции разрабатываемого грунта, ускорение грунта, преодоление силы трения грунта о поверхность. Исходя из начальных условий выявлены общие затраты энергии, мощность, сила тяги. Получены результаты расчётов затрат энергии, необходимой для осуществления перемещения поверхности ножа и нижней части отвала, во время резания грунта при различном заглублении ножа. Построены зависимости параметров от заглубления ножа бульдозерного оборудования.Заключение. Анализируя рисунки, можно заметить, что точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала, проходящая через центр масс О смещаемого грунта, с увеличением заглубления ножа бульдозера сдвигается вниз, переходя на лезвие ножа. Так, при заглублении ножа более чем на 200 мм точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала расположена вне лезвия ножа. Во время работы бульдозера этого может не произойти, если заглубление ножа происходит постепенно. По мере заглубления ножа бульдозера общие объёмные затраты энергии, необходимые для перемещения в грунте поверхности ножа и нижней части отвала, в начале прохода увеличиваются.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DETERMINATION OF THE ENERGY REQUIRED TO EXPOSE THE SURFACE OF THE KNIFE AND THE BOTTOM OF THE BULLDOZER BLADE TO THE GROUND AT THE BEGINNING OF THE PASS

Introduction. The use of a complex of continuous units in the construction of roads will increase labour productivity, improve the quality of road construction. Therefore, the purpose of the design is to create a complex of units for the continuous construction of roads, mainly in automatic mode. In the first stage, a combination of theoretical calculations of the parameters of the continuous technology tools and design developments is the right way to achieve this goal. To remove stones, bushes, trees from the right-of-way of the future road, it is advisable to use units with bulldozer equipment. Although the theoretical foundations of soil development are considered in great detail, but based on them it is difficult to identify and compare the partial energy costs of the impact on the soil of the elements of technical means. Therefore, a detailed analysis of the interaction with the soil of the elements of various technical means, in particular, bulldozer equipment, is necessary. Before considering the primary pseudo-shift of the soil, it is necessary to calculate the effective forces and energy costs necessary for the impact of the surface of the knife and the lower part of the bulldozer blade on the ground.The method of research. If the depth of the knife is small, the surface of the knife transports the soil upwards, carrying out: secondary displacement of the soil after the primary pseudo-shift; raising the soil to a height; overcoming the force of inertia of the developed soil; acceleration of the soil; overcoming the force of friction of the soil on the surface. A method for determining the energy costs required for the impact of the surface of the knife and the lower part of the bulldozer blade to the ground at the beginning of the passage, taking into account these components, has been developed.Results. On the basis of the developed methodology, energy costs have been determined: for the displacement of the soil after the primary shift, raising the soil to a height, overcoming the inertial force of the developed soil, accelerating the soil, overcoming the friction force of the soil on the surface. The total energy costs, power, traction force are revealed, based on the initial conditions. The results of calculations of the energy costs required to move the surface of the knife and the lower part of the blade, during the cutting of the soil with different depths of the knife, are obtained. The parameter dependencies on the depth of the knife of the bulldozer equipment are constructed.Conclusion. Analysing the drawings, it can be seen that the P-point of application of the concentrated normal reaction of the knife and the lower part of the blade, passing through O mass center of the displaced soil, with an increase in the depth of the bulldozer knife, shifts down, passing to the knife blade. So, when the knife is buried by more than 200 mm, P point of application of the concentrated normal reaction of the knife and the lower part of the blade is located outside the blade of the knife. During the operation of the bulldozer, this may not happen if the knife is deepened gradually. As the bulldozer knife is deepened, the total volumetric energy required to move the surface of the knife and the lower part of the blade at the beginning of the passage increases in the ground.

Текст научной работы на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ НОЖА И НИЖНЕЙ ЧАСТИ ОТВАЛА БУЛЬДОЗЕРА НА ГРУНТ В НАЧАЛЕ ПРОХОДА»

УДК 625.08 г^т-----------------1

DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-4-484-499 ГР) Check for updates

EDN: BDSSNW --------------------

Научная статья

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ, НЕОБХОДИМОЙ

ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ НОЖА И НИЖНЕЙ ЧАСТИ

ОТВАЛА БУЛЬДОЗЕРА НА ГРУНТ В НАЧАЛЕ ПРОХОДА

В. А. Николаев

Ярославский государственный технический университет,

г. Ярославль, Россия Nikolaev53@inbox.ru, https://orcid.org/0000-7503-6612

АННОТАЦИЯ

Введение. Применение комплекса агрегатов непрерывного действия в строительстве автомобильных дорог позволит увеличить производительность труда, улучшить качество строительства автомобильных дорог. Поэтому целью проектирования является создание комплекса агрегатов для осуществления непрерывного строительства автомобильных дорог, преимущественно в автоматическом режиме. Для реализации этой цели на первом этапе правильным является сочетание теоретических расчётов параметров рабочих органов технических средств непрерывного действия и конструктивных разработок. Для удаления камней, кустов, деревьев с полосы отвода будущей дороги целесообразно использовать агрегаты с бульдозерным оборудованием. Хотя теоретические основы разработки грунта весьма подробно рассмотрены, но, основываясь на них, сложно выявить и сопоставить частные затраты энергии воздействия на грунт элементов технических средств. Поэтому необходим подробный анализ взаимодействия с грунтом элементов различных технических средств, в частности бульдозерного оборудования. Прежде чем рассматривать первичный псевдосдвиг грунта, следует рассчитать действующие силы и затраты энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт.

Методика исследования. Если заглубление ножа небольшое, поверхность ножа транспортирует грунт вверх, осуществляя вторичное смещение грунта после первичного псевдосдвига; поднятие грунта на высоту; преодоление силы инерции разрабатываемого грунта; ускорение грунта; преодоление силы трения грунта о поверхность. Разработана методика определения затрат энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт в начале прохода, учитывающая указанные составляющие.

Результаты. На основе данной методики определены затраты энергии: на смещение грунта после первичного сдвига, поднятие грунта на высоту, преодоление силы инерции разрабатываемого грунта, ускорение грунта, преодоление силы трения грунта о поверхность. Исходя из начальных условий выявлены общие затраты энергии, мощность, сила тяги. Получены результаты расчётов затрат энергии, необходимой для осуществления перемещения поверхности ножа и нижней части отвала, во время резания грунта при различном заглублении ножа. Построены зависимости параметров от заглубления ножа бульдозерного оборудования.

Заключение. Анализируя рисунки, можно заметить, что точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала, проходящая через центр масс О смещаемого грунта, с увеличением заглубления ножа бульдозера сдвигается вниз, переходя на лезвие ножа. Так, при заглублении ножа более чем на 200 мм точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала расположена вне лезвия ножа. Во время работы бульдозера этого может не произойти, если заглубление ножа происходит постепенно. По мере заглубления ножа бульдозера общие объёмные затраты энергии, необходимые для перемещения в грунте поверхности ножа и нижней части отвала, в начале прохода увеличиваются.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: грунт, бульдозерное оборудование, нож, нижняя часть отвала, резание, анализ, затраты энергии.

Статья поступила в редакцию 08.04.2022; одобрена после рецензирования 29.05.2022; принята к публикации 27.07.2022.

© Николаев В. А., 2022

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

Прозрачность финансовой деятельности: автор не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах и методах. Конфликт интересов отсутствует.

Для цитирования: Николаев В. А. Определение затрат энергии, необходимой для воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт в начале прохода // Вестник СибАДИ. 2022. Т19, № 4 (86). C. 484-499. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-4-484-499

DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-4-484-499 EDN: BDSSNW Original article

DETERMINATION OF THE ENERGY REQUIRED TO EXPOSE THE SURFACE OF THE KNIFE AND THE BOTTOM OF THE BULLDOZER BLADE TO THE GROUND AT THE BEGINNING OF THE PASS

Vladimir A. Nikolayev

Yaroslavl Technical University, Yaroslavl, Russia

Nikolaev53@inbox.ru, https://orcid.org/0000-7503-6612

ABSTRACT

Introduction. The use of a complex of continuous units in the construction of roads will increase labour productivity, improve the quality of road construction. Therefore, the purpose of the design is to create a complex of units for the continuous construction of roads, mainly in automatic mode. In the first stage, a combination of theoretical calculations of the parameters of the continuous technology tools and design developments is the right way to achieve this goal. To remove stones, bushes, trees from the right-of-way of the future road, it is advisable to use units with bulldozer equipment. Although the theoretical foundations of soil development are considered in great detail, but based on them it is difficult to identify and compare the partial energy costs of the impact on the soil of the elements of technical means. Therefore, a detailed analysis of the interaction with the soil of the elements of various technical means, in particular, bulldozer equipment, is necessary. Before considering the primary pseudo-shift of the soil, it is necessary to calculate the effective forces and energy costs necessary for the impact of the surface of the knife and the lower part of the bulldozer blade on the ground.

The method of research. If the depth of the knife is small, the surface of the knife transports the soil upwards, carrying out: secondary displacement of the soil after the primary pseudo-shift; raising the soil to a height; overcoming the force of inertia of the developed soil; acceleration of the soil; overcoming the force of friction of the soil on the surface. A method for determining the energy costs required for the impact of the surface of the knife and the lower part of the bulldozer blade to the ground at the beginning of the passage, taking into account these components, has been developed.

Results. On the basis of the developed methodology, energy costs have been determined: for the displacement of the soil after the primary shift, raising the soil to a height, overcoming the inertial force of the developed soil, accelerating the soil, overcoming the friction force of the soil on the surface. The total energy costs, power, traction force are revealed, based on the initial conditions. The results of calculations of the energy costs required to move the surface of the knife and the lower part of the blade, during the cutting of the soil with different depths of the knife, are obtained. The parameter dependencies on the depth of the knife of the bulldozer equipment are constructed. Conclusion. Analysing the drawings, it can be seen that the P-point of application of the concentrated normal reaction of the knife and the lower part of the blade, passing through O mass center of the displaced soil, with an increase in the depth of the bulldozer knife, shifts down, passing to the knife blade. So, when the knife is buried by more than 200 mm, P point of application of the concentrated normal reaction of the knife and the lower part of the blade is located outside the blade of the knife. During the operation of the bulldozer, this may not happen if the knife is deepened gradually. As the bulldozer knife is deepened, the total volumetric energy required to move the surface of the knife and the lower part of the blade at the beginning of the passage increases in the ground.

KEYWORDS: soil, bulldozer equipment, knife, blade bottom, cutting, analysis, energy consumption.

© Nikolayev V. A., 2022

Content is available under the license Creative Commons Attribution 4.0 License.

The article was submitted 08.04.2022; approvedafter reviewing 29.05.2022; accepted forpnbiication 27.07.2022.

The authors have read and approved the final manuscript.

Financiai transparency: the authorn have no financial interestin the pr&sented materiaisormethods. There is no cont/ip: of mterest

Forritatiop:.ikola^vV. A. Detrnminhtior orthe energy required to expose the surface of the knife and the bottom ofthe bnlldozeg Irladeto ttie rround rUhn betjiinnirg of the рНЕС The napsiof Automobilepedl Highwaetadustoo Poraspl. 2dS2: if (4): Peo-hrs. nOrr:/idoi.arhiia.hP5ia/2rei-7e96-aora-treOh8e-4ar

ОСНОТПЫЕ поеожения

"I) nppseoesri ттасеї сһздһсгр /ьогілеоса голглєтоних єєолстг сєпєт.нітоо-о ртрптлелс-стве огсодопос;

2) 12030010^1- меттй ион rs-

тоол eregirna, нegбooдreюй etiti гтпдоіієівио то-еррности пожо e пһжссй чалит отптлі 6єлоопст|40 no 4Пдеи і һһиоот rgcxnch;

d- приведён apeoi2|h оэ^оні-Еһ^ rse/ar тне-о гии, лтпТєодгмойдлл вогтййснг-іяповєтхно-cer ножһһ птжієй оасеготвслеОопсдегера rs фунта начале -оепод8,исхс>гя озпоентс-еых условий;

4) построены зависимости параметров от заглубления ножа бульдозерного оборудования.

ВВЕДЕНИЕ

Применение комплекса агрегатов непрерывного действия в строительстве автомобильных дорог позволит увеличить производительность труда, улучшить к ачество строительстьа твтсмобильных дтрог Птвто-му цеачеч проептвчсватья ятляесия стздтч ние комплмтса -грегвьтм стві осущмтявлєєнт непрерычногчсыроивеааствс авемм-бильных дорог, ттясмущесчвенно в автоматидесетм режима, Дат двтвіикадии ьб<^іа целе ьь тяр-вом этапа рья^стз^і^в^і^ім яябмeлcал4чтталиа теорети^сиа равсётов рарамеятьи ратрчиб органов ехнических средств непрерывного действия и конструктивных разработок (рисунок 1).

Для удатсчея тсмнат, гуса^в, дрреиьев я полосы отВОДе будущее оорогч ЦӨЛяиУабраВ-но испольвтьать чгрегаты и Hмбтуoзepным оборудовтвечт. Хотя тмтбнтлччскиe еинеиы разработки гртеча ^^(^^аая подробно рассмотрены в [1, е,т. т, м, е, ь, б, 9,1а, 11,аа, гт, 14, 15, 16, 17, 1Дэ 1У, т^0,^1,22, 2Ві R4, ч^т, а^о, основыва сь на них, сложно выявить и сопоставить частные затрат ы энергии возд е й ствия на грунт элементов технических средств. Поэтому необхоэлм подвтаныйлнулиз ьлсляю-действия с грунеом элемтмтоег ис-птв-ых лнх-ническвмсдтмавв, и тнеі-остя Уульдозернове оборудования [26, 27].

Так ohit передний угол ножа больше угла трения reeaso -/ слать а > фс-г (рисунок 2, а), то резаниофтете ножом близко к резанию пуансоном. Пеетпатый сдвиг грунта должен бы происходить по поверхности, которой в проотсьнт-ієттгєолиной плоскости соответ-сглееа линтс АН, етттоняющейся от нормали с пєродпоИ новөтһтпсти ножа на угол трения rporeo о сталь срс-г. Однако ввиду большой площади поверхности сдвига реального сдвига грунта не произойдёт. В пределах объёма, которому в продольно-вертикальной плоскости соответствует площадь АНСВ, грунт от воздействия ножа будет находиться в сложном напряжённом состоянии, сочетающем напряжения сдвига, объёмного сжатия и смятия. Поэтому предположим, что по поверхности, которой в продольно-вертикальной плоскости соответствует линия АН, произойдёт первичный псевдосдвиг. Допустим, что первичный псевдосдвиг грунта происходит дискретно, путём микросдвигов. Каждый микросдвиг грунта пcю11сатмьв ва еуаи, коветтмусоотьетств-еа иа петтмней товерхваяти ножт радатоянив -ям дльстмgвлэи, /мсД.

Усилие псевдосдвига зависит от многих факторов, в частности от давления, которое оказывает смещаемый грунт в пределах объёма, которому в продольно-вертикальной плоскости соответствует площадь CBED (см. рисунок 2, а). Поэтому, прежде чем рассматривать ьсрвичаый псевдосдт и г ф^са, рле, дyeттмgслибвт ь дейаыв^гющиетмаы в затраты знераш, нeoбxoдимял для е4ммeйcялвяпм верльтбТИ ВММВ т НИЖИЙ еЭСТЬ ОТВДЛт ^УЬ-дезтои не фунта пределаxDамбма, юторепу в бьoдoлтна-всаббоaльнoв впаcкoетк иосат-рм ствутв гmoLцг-1аб яВcKBEД1.

Методика ИCбЛEДOUAЛИЯ

Прронхнрннв тныо р нржнтй части отвала транспортируетгрунт вверх, осуществляя:

- бввевдбмя смлщенит гр-рта пт-те перя вичн сгтетсяб-мдвигaГ271;

- в тднятт^ гіруат^ аи инlмтта ҺпоД (см. рису-нок2,а);

КОМПЛЕКС

технических средств непрерывного строительства аВтодорог преимущестВенно В автоматическом режиме

Рисунок 1 - Комплекс технических средств непрерывного строительства автодорог:

1 р -ао^Рстсее, иапатентовано; с~в етидне разоовотки, патентования;

3 - следует разработать Источник: составлено автором.

Ғірнге в - Complex ор ІссІзвіснІ ничвор ов ониНоиони гочбр cyyotrnctiua:

Р p do velopeс, fjctootcd; 2 о uoderdeuelopmenMpatcntiu.1

3 p сһонІЫ Нсвс-dopod Source: compiled by the author.

- преодоление силы инерции разрабат ыва-емого грунта;

- ускорение груета;

- среодолвние силы ксения орурса о nob верхноскь.

Объёмпррсоо, сыздействующрго каі пс^в^^с^^в ность ножа и нижнюю ч а сть от вал а в секу нду,

= a-B-va, ( 1 )

где a - елубин о са>ро ложо; в - ширина отвала; va - скоростьагрегата.

Хотя мгновенное значение силы, необходимой для смещения грунта после первичного псевдосдвига, изменяется в широких пределах, среднее её значение

У 2Н0Р-аС2С Всатноо СсбЛ-Р The Russian Automobile

F = егв S

1см иСМиСМ’

(см

ҒсмS c os 4>в,

(3)

где освм - среднеп напснжен ое о фннелв нени-от его мнещоптн.

ОТЩНМ ЛЛАЩСРЬ SC]M СМСЛННИЯ С(Е1|НВИТПЛ

сдвинутого грунта возьмём из [27]. Затраты энергии на смещение первично сдвинутого грунта поверхностью ножа и нижней части отвала определим из выражения

где s - путь бульдозера, необходимый для разработки одного кубического метра грунта; ф- угол наклона равнодействующей силы к горизонтали (см. рисунок 2, а). Точка О приложения силы Ғсм в центре масс смещаемого грунта.

Рисунок 2 - Динамика воздействия поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера на грунт:

а - схема сил, приложенных к участку смещаемого грунта; б - схема определения нормальной реакции поверхности ножа и нижней части отвала на воздействие смещаемого грунта;

в - схема определения силы тяги Источник: составлено автором.

Figure 2 - Dynamics of the impact for the surface of the knife and the lower part

of the bulldozer blade to the ground: a - a diagram of the forces applied to the site of the displaced soil; b - a scheme for determining the normal reaction of the surface of the knife and the lower part of the blade to the effect of the displaced soil;

c - scheme for determining the thrust force Source: compiled by the author.

івшпор Aj}snpu| Лемцбщ pue 9||qomo)nv uejssny әщ ИУҮ9И0 яиніэәд ZZ0Z~P00Z ©

ZZOZ P on ‘61. 'ІОД 3303 P °N ‘61- woi

68fr

-Xd090U OHSUOUUBdBU BIHAdJ KMHBdO>IOA ӘИНӘи -aBduBH нэіәниан іліиһідо wiqHHoaioohiAwnodu ОЯВНй<Э '90d01ЯBф ХШОНІЛІ 10 1И0И9ВЄ И ІЛІІЯНҺШ -EBd яияд іәжоілі BiHAdJ Һиіовһ KMHodo>ioA aod -01ЯӘ9 ХІЯН1ЭВҺ 0MH0U9BdUBH 9MHOdO>IOA 1ӘВҺ -AUOU ‘BUB910 Я1ЭВҺ снсннжин и жон о яоні^вйА ‘И1ЛІВ9ЮИ090 MiAiMjAduA нвйвидо їиионоілі юі0 іиионоілі lOHLraBioyodu dioiAi иияоэьидАя нийо ілюіліәчдо iHAdJ іліоіе ndy (в ‘z >iOHAoMd ілю) 3003 снинәһәэ іәАаюіәаюоо dioiAi иияооьид -А» нийо ілюіліәчдо BiHAdJ әинәһәо оіһ ‘іліиавю -tfodu ‘виваю иіовһ иэнжин и вжон ниаюиәй -Є09 10 BiHAdJ OMHOdO>loA SlBlHhOOBd іядоің

HHOiAioda

09 и яві ‘oaioHBdioodu а явя иониьииоа ион -ивһАоо нэіәниан BiHAdJ Һиіовһ aodo^oa әиои яюә оі ‘MHOiAioda інәіліоілі иіяЬ^квя а нэіәннәілі BiHAdJ Һиіовһ aodo^oa әиоу OHaiadoduoH ви -В910 яіэвһ оюінжин и жон вн іәвиАюои IHAdj иілііянивһАоо нэіәниан BiHAdJ іяҺиіовһ иойжвя fc^инәdoяoA Bdo^oa OMHOLraBduBH и вниьииәд виваю оіяіовһ иэнжин и іліожон о юнАаюиәй -оілшвєа oiadoKW ‘BiHAdJ Һиіэвһ io әинәdoяoA loiBhAiiou ино юіАаюиойоїліивєа эн виваю оіяіовһ иэнжин и іліожон о GHHoaiotfodooLioH әювии 9 ІЯҺиіОВҺ ӘІЯНЯОВЮО B10BUU OJOHHOU -әйю Аєина әlяннәжoLrouoвd ‘BiHAdJ іяҺиіэвһ ояяиоі ю^иіявіноя виваю иіовһ иэнжин и вжон oiaiooHxdoaou о әювии а хіяннәжоиои -OBd ‘Һиювһ хіяняиәйю єи іиоюоо iHAdJ ‘ojoi

OIAIOd>| 'XIЯHHBйXIЯHЯUBlHӘIЛIИdӘUЭЯЄ ВН НВ90НЭ0

яияд ножной виваю оіяювһ иэнжин и іліожон о Hhodioa ojo эиэои BiHAdJ fc^инәdoяoA lOhOBd Аїлі -oieoy шэонжвиа ojo ‘хиһюіниавюоэ xnjAdb' И вяэәи ‘ІЯНИШ fc^ИHBЖdӘйOЭ 10 1Н0И9ВЄ BiHAdJ В91ЭИ09Э OHjAdU^ BiHAdJ НИНӘҺіӘІЛІЭ OlOhOBd

ndu іліәвәіяіиһА ваюиоао оіяньиювииояєна ojg Btfado fc^внhиювuuoяєfc^90JAduA - iHAdj

(о I.) -чм-ijf Xj _ fn И1ІИ s ■ = -n

BUB910 ИЮВҺ ИЭНЖИН И ВЖОН 4100HXd090U

oio^odou вн diow иияоэьидАя нийо іліоіліәчдо BiHAdJ BdouBH onHouotoodu вн HMJdoHg

(6) = Ь

nnhdouodu єи ілшиәй

-oduo ІЯІ1ИЭ ӘИНӘҺВНЕ Ә0ННӘ90ШІЛІ OOHtfodQ

BiHAdJ әинәийәіліве

■Q=JHOXa ниноийоїлівє ojo ouoou BiHAdJ aiood -0Я0 oiAHauBiHoendoj оіАнһәноя wowndu

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(/) ■— = ”5°эВд ~ f±

VDifij VSOD^3n]

BiHAdJ ниноийоїлівє uwodg Ел BiBJodJB яюodoяo 'Vdmj вJИ9йэodяиlлl

әинноюовсі ■BJИ9^J,oodяиlЛl HHO^oda wiqHasd bi -HAdJ BiHomBdcjj ниноийоїлівє uwoda aiHHMdu ОНЖОІЛІ ИЮ0НҺ01 ОІЯНӘиӘЮ ИОНҺОІВЮОй о

виваю оіяю

-вһ иэнжин и вжон oiaiooHxdoaou BiHAdJ (әин -оийоїлівє) әинәdoяoA әоняиәівһі^ю - !ю әйі

(9) “1ишЬ =

‘BiHAdJ nnhdoHH нвһюіАаіэиәйоаию^и ‘вииэ нвнаоиэА вйю_|_

■BLTB910 ОІЯЮВҺ ИЭНЖИН И ВЖОН 0)9100HXd090U

uoineowdoi OHHOwodaoHi^o diow иияоэьидАя нийо іліоіліәчдо iHAdj иіяіАниайэойаәэи онһиә -dou оіһ ‘ілшюАиой Аіліоіеоу ноюнноілієи инәілі -oda інәіліоілі иіяйжвя a ииhявәd иоіе вниһин -әд (в ‘з яoнAэиd іліо) rj o^иhявәd оіАніәаю хи кваїяєіяа ‘BdoeoyauAg виваю яіовһ оюінжин и жон вн іәАаюиәйеоа BiHAdJ nnhdoHH виио -Bd -эеойяоАд виваю иювһ иэнжин и вжон оняиәі -иооню uoioBhio^odou BiBJodJB o^яюodoяo noHaoBiHoendoj о iHAdj в ‘BiHAdJ оняиәіиэон -ю uoiOBhio^odou doeoyauAg ән оіһ ‘іліиюАиой ‘оио июоіліиоиавеән BunhHndu ей кйохэи

(S) '8M3S dnd = Adnd = ш

‘виваю яювһ оюінжин и жон вн oJohioiAaionotfeoa ‘BiHAdJ вээвілі эй

‘шв = то = VonJ

:июәжні

ojo әиио 0H9Bd ‘BiHAdJ oJowoBhiora віліәчйои ной иоіліийохдоән ‘іяоиэ оиноьвнє әәнйәdo BiHAdJ іліәчдо - Еи і=6ил !BiHAdJ onHooxiad -eBd иийюіваіяіиһА ‘інәиһиффеоя - Ац әйі

BiHAdJ ojohhoo

-xiadeBd и oJOiAHnato OHhnadou яюонюоу

■dnAdnd =dniu

BiHAdJ oJOHHOoxiadeBd OHhnadou Bdio^ 0J0Я0ӘҺиgAя ojoh№ boob|/\|

(^) ■Voni[dnmB = tionn

‘іліочйоо Ю1Є

BH HB^0B9MhBdlBe ‘HMJdOHe нвняивиһнәюи (в ‘2 яoнAoиd ілю) Vouy Аюоіяа оіАнаоооА вн іәвіліин -йоо виваю яювһ нннжин и вжон aiooHxdoaou ‘Апш иооовілі ^іәілі иияоэьидАя нийо әіліәчдо a msHHOhOK^odooo ‘iHAdj MiaHHouxiadeBd он -hnadou яэәа oннәlЛlәd90нийә ‘іліиюАиоУ

і iyvd

0Nld33NI0N31V0INVH031/\I QNV0NINIIAI IdOdSNVdl

ности ножа. Направтт нескор силы угкоттния грунта Ғу параллел ь н о лове рхн о сти ножа . Закругление нижнєй части ктвина но ы^читыкгктт.

ДОПУСТИМ, ПОСЛЄ ееО ЯТ.ГИГ0КТ<^ГЯзКНГ0 ьо-

медления др ыОН1=О, р|экоа и ітооеат касанит ножа и нижовН часте отвала иіяеквт начспн-ную скоростьтрроллельно ноио^иосни ИОЖР унач у=0. Предттлтжим, иенаа тые нксррсчн грунта от воздтіВтннр ножа и нижней части отвала°алии ткорвлти т-сз^етыі^, -к -н . ГПрр-етм времс тoгыреиче

Тогд а ускоренно трунто

ж-н у-^нач т ^аону

ф Н —т-— Н “°о- нИ2н

Сила, необхооимая для придчтры гі^^і^-^о Н^іикотоитя,

Миу М сН0)- (-Р)

Антетгично ЩО) с|о-г°:ні-і^<^ чгноиунное по on; с-итт силы опредртим но пропорщно

і^нс ҒНРҒ

Эче-тня на иендсиос ^ощснии гр°нтт ОбъёмтО ОДИН І^у(пИЧЄСКИ-І Мнтр ПЄрЄхН°Н Р0т верхосттт ю ножа и тпогней частью от вал а

-Уу —ч - s иліа іо ГтуЧмиа1 -р Р)

При дножаиии пхнот фтнтр песидтвонреа силу Ғтп трения финта о повтрхносрь ноет н нижней чпоти отн£Г.паіІ Нанеси ясо сиияч и сзпрон ецировав их на напртвление, перпендикуляр-тол поверхноттн ножа и нті-онсН тости оси отаї ЕрнcyтoгР| ПО пс-лсчим ^(г^ид^но ноттснннрм отакенна Рсу эттН тсоєнхиоичи. Сияа арсния грунта о нтввртмтать нтжт и нижттн чисти ттнсло

Jp'^b^ /ж-іЛе- -1 6-

НосібеДОТтОРСНЧС СИ6Д -ІПС-ЯУ НРРТОНЛННО

под углом гь ік Hcnfcaвлпнню снижения б^іртіОп отит о нрилоФтна к то>-іі«^ Ж. Состооляющая силы трения FTnsina вобтействуот на тлемен-ты крит-^рукіиии Отлндонеіка, соаио таи в ниы дополнительные напряжннат. Сиритсеяющжи солытрения Ттпичsa ктыпртртгует двтжжнсю лфората. Н оэоомо злорасы энергнн не птеОб долонио типы атонии сг повєєлнортн иодр и ниғтной 'птсіігн ототно г|іжнто обдУмтт одтн пу-Оні^^ЕКІ^Й митті

ОРщит тстраты ыиырсна на перемещение поверхности ножа и н ижн е й ч асти отвала в -ТОж-о объёмом (тдип ннОитестиП мст|к равны соммт настні^і;т о0дёмных стноРи рпel=ин.

ни п >Ам Л н^пор "0 ^П е г= +■ г° д (> Ч-Г

Пдат и, иосВходнпый дли ратртбосаи овноп то осбическосо мвера ф+ите, буледокет нрой-дёт за н|эемя

__ S

Ж 9)

Мощность, затрочиваемаятрактором но п е реме°ение лове +хноети нежа д нижней часть отналт,

тОмН-М (20)

Силу Ғчяги п тоги т р^^^ора для смещс нтс грунта поверхносаью ножа и нижней части от-пахе Еслапсиеос оистдeлимl аложіпв т снеос-цировав полученные силы на горизонталь (ри-сун о к 2, в)о

РЕЗУЛЬТАТЫ

Дли са(кчёта прнмты нлодующие исходные данные. Грунт - суглинки плотностью р=1600 кг/м3. Движение агрегата со скоростью va=1 м/с. Ширина отвала £=2,5 м. Глубины разсаболки а=0,^ ыиПриниты долущенат

- осеней п|коч ногти фонта на втащен им нтсое первичного псевдосдвига лезвием ножи тольхозооа ион итпскажттол пенсии и (ДО пт Н,Н МПа;

- коэффициент, учитывающий разрыхление грунта, Ғр=1,5;

- коэффицоеня трения грунта о сталь

f =С,5;

и с—г ) і

- расстоянием и кросдвига /мсд=18 мм.

а) Зетраты энергии на смещение грунта птело пертечлегосдвиоа

О&ьём т^угп'ня, визд(^і^ст^ующего на по-^^П-хносігі:^ но^м р них^і^юю чаряь рю^а^и ^ о^^ к^н,^:^ ( оч,

^ 0,05 ■ ^,у ■ г. с 0Д2У оі3/с.

Еили в^рЯмнр и^з(|^^ботуи гьра^а бжлодо-зером а=50 мм, площадь сечения грунта, схещаемого после первичного псевдоедбоа лезніпоїм носсо,.!) = 1(^У04 мм2 [2у1. Сис^а, необходимая для смещения первично сдвинутого ТриИТД НОЖЕ я и нижн сй ча ооі^ю ор^^ю^сі (з^пе^н^-зюро Пя-,

ит |Д Г^Т- к5 kps л.

н

/ем ^ 0,2 ■ 10004 с 2000 Н.

івшпор Aj}snpu| Лемцбщ pue B|!qoiuo}nv uejssny әщ иІЛ/9ИЭ мин±оәд ZZ0Z~P00Z ©

ZZOZ P on ‘61. 'ІОД 3303 P °N ‘61. woi

:(8 U) HMJd9He ledi -be хіяніліәчдо ХІЯНЮВҺ әілііліЛо NHaed виваю иіэвһ иэнжин и вжон mooHxdaaou әинәһіәі/^ -әи вн MMJdaHe laiediee әіяніліәчдо әиһідо

пгьии віто

‘яиіоонїпоілі ‘ппгсіәне іяшесішеє әпУпдо (ә

'Ew/xcf STSS = oOS SOD ■ 8 ■ ££0X = nx™

\(ll) BiHAdJ виваю иіовһ иән -жин и вжон aiooHxdoaou о BiHAdJ twHodi әин -OLroyoodu вн MMJdoHe laiBdiBE әіяніліәчдо

'Н ££0T = Z90Z ■ Є‘0 = nxd

:(д|,) воваю иіовһ иэнжин и вжон aiooHxdoaou 0 BiHAdJ HMHodi воно

Н L90Z=N вжон мюон -xdoaou HMh>iBod овняовіл^он B»HAond еи сниһ -»Bod otAHaoBiAidoH вн іәоиоа ән Аїлюїєои ‘вжон MiooHxdoaou 0HHO9OOBdB0 BHOLraBduBH Aj воно воваю иіэвһ иэнжин и вжон MiooHxdoaou әон -dHLrA>iMtj,Houdou ‘oMHOLraBduBH вн іяоиэ lAioAdnh -ooduo d әяһоі >1 хи аижои^и ‘әдвітовілі іліоі -HHMdu a д ‘2 »OHAond вн іяоиэ әоа іліәэәнвн

еиеәшо пшо

-єн пәнжпн п ежон яшоонхсіәәои о ешнЛсІг ьпн -әсіш әпнәиодоәсіи єн ппгсіәне іяшес1шв£ (д

■Еи/жї/ Z90X = 8Т0‘0 ■ 8ZZ6S = Ап

(д і.) воваю оіяіовһ иэнжин и вжон otaiooHxdoa -ou иәнЬ^әо ‘dioiAi иияоэьидА» ниУо ілюіліәчдо

‘AlHAdJ HMHOdO^OA OMHBtfMdU ВН OHJd9H0

:(б) MMhdouodu єи іліиїтоУ -oduo іяоиэ әинәһвне әоннәаонллі ooH^odo

■ew/h 8ZZ6S = Z90T ■ S'SS = f4

‘(9) BiHAdJ ииһ

-doHM KBftioiAaioMOtJ'oamodu ‘воно овнаооол

, , 8T0'0 r

'р/vi д дд = — = •'»

:(8) BiHAdJ әинәоУәіліве

:(Z) еова

-ю иіовһ иэнжин и вжон otaiooHxdaaou о иин -эаоншою ndu BiHAdJ нинәоУәіліве m/\i9dg еиеәиіо пшоеь пәнжпн п ежон яшоонхсіәәои снснндәсіәи єн сішәм ппхоәьпдЛх нпдо іліоіліәядо ешнЛсІг есіоиен әпнәиодоәсіи єн нпгсіәнс (ә

■gW/jKtf X8Z = SZO'O ■ Z90T ■ 8‘6 = Vonn

‘(fr) BiHAdJ 0J01AI9Bhl91AI0 ІЛІӘЧУОО BH fcJBlAI

-9BanhBdiBE HHJdoHe овніліәчдо "w gzo 0= Ч воваю иіовһ иэнжин и вжон ниаюиәУеоа ю BiHAdJ віліәчУои вюоіяа в ‘z B»HAond ей

H 19Z = L‘9Z ■ 8‘6 = M0D =

ИЮӘЖН10J9 әоиэ BHaBd ‘BiHAdJ ojoiai -әвһіәіліо віліәчУои Hotf нвіліиУохдоән ‘воно

■n££l=^r0QLZ69 = AJ

:(Н) nnhdouodu єи іліинаУ -aduo іяоиэ әинәһвне әоннәаонллі 99Htfedo

■Ew/H 8ZZ6S = Z90T ■ S'SS = A4

■jm z'9Z = S'Z ■ 9-OX ■ Ю00Х ■ Z90T = ш

‘(g) воваю яіовһ оіошжин и жон вн ojaftiotAaionatfeoa ‘BiHAdJ воовілі ooHtfedo

їх А90Т=с1”ш BiHAdJ oJOHHgoxiadeBd OHhnadau BdiaiAi oJoioahngA» oJOHyo воовілі

:(£!,) ‘oHHado>ioA AlHAdJ мтє\ї\л6и ооУ овіліиУохдоән ‘воно овнаооэл

ew/jm Z90T =

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S'T

dud

, , 8T0'0 /С

'■p/vi g'gg = — = Av

:(21.) BiHAdJ 9HHado>iOA

, f HU

3 810 0= 2~ 1

:(ц,) BiHAdJ oHHado>ioA oiAiadg

/ в А ном

D/w x= л= а воваю иіовһ иэнжин и вжон оиаюиэУеоа ю BiHAdJ aioodo^o овнһәно>| ЛшнЛсІг нпнәсІохоЛ әпнедпсіи єн нпгсіәнс (г

BiHAdJ ojohhqo

-xiadeBd и oJOiAHnayo OHhnadoo яюонюоу

єшнАсІг огоілієеїп

-әіліо іліәядои єн немәеәпһесішее ‘нпгсіәнс (д

■Ew/xcf 0£SSX = oXXSOD. 8- 000Z = мэп

(Z) воваю иіовһ иән -жин и вжон omooHxdaaoo BiHAdJ oJOiAHnatfo OHhnadao әинәһіәіліо вн nmdaHe laiBdiBg

■Еи/ж)/ Z90X = 8X0‘0 ■ 8ZZ6S = fn

:(0|.) воваю иіовһ иэнжин и вжон aiooHxdoaoo ototH^doo вн dioiAi иияоәҺидА» ниУо іліоіліәчдо BiHAdJ BdooBH onHoocyoodo вн onjdoHQ

SO'OS'Z Off

■из = —— = — = s

T A

‘BiHAdJ BdioiAi 0J0»09hHgA>i oJOHyo ипод -BdeBd ооУ иіяіліиУохдоән ‘BdoeoyHoAg яіАу

і iyvd

0Nld33NI0N31V0INVH031/\I QNV0NINI1AI IdOdSNVdl

иЕп = 15530 + 784 + 1067 + 1067 + 5315 = 23763 Дж/м3 * 23,8 кДж/м3.

ПуЕЬ 1, 670бХ0ДИМЫ1Й ДЛя р23|ЭббС^ТЖ1 ОДНОГО кубического метра грунта, бульдозер дрой-

Д7П 3+ Е|РЕМЯ 09):

Мощность, затрачивпемая трактором на перемещение поверхности ножа и нижней част и теврот (20),

= 2376:! = 2 «Э70 Вт * 3,0 кВт.

п 8 ’

Тложим последовательно си.п^і Ғ ,Ғ,Ғ и

^ см у у

Ғтп (рисуном Ж, с0, причём сило Иу направим р ПВОТ0УӘВОЛОЖНСР суоруис СурОИЦИрОВРР СЛК(

ЖСИТЫО СРЛЫ ГУСУЗЕНДЭЛЬ, полувив СИЛС

тяги трактора, необходимую для перемещения поверхности ножа и нижней части отвала, Ғ =2816 Н«2,8кН.

тяги п

Вертикальная сила Ғпв=400 Н направлена вниз. К ней следует добавить силу Ссм=261 Н тяжести смещаемого грунта. Суммарная вер-тикальнаясила

(Тп В = Ғп в -|п Сс1и ; ҒрПв = 400 + 2(51 = 661 Н.

Равная сумме этих сил вертикальная сила воздействия ножа и нижней части отвала на смещае+ыЕ груно на правлена вверх. Структура затрат энергии на перемещение поверхности иожа и ни жней часте отсела вг^нте вусу-

РІОЕР ОДӘИ КубСУЄ6ОИ0 МӨТІӘеЛ ртгуәич 3.

Рисунок 3 - Структура затрат энергии, необходимойдля осуществленияперемещения поверхности ножа и нижнейчастиотвала,вовремя резаниягрунта призаглубленииножа50ммв началепроходабульдозера: 1- энергияна смещениегрунта;2-энергиянаподъём грунта; 3 - энергияна замедление грунта;4- энергия наускорениегрунта; 5-энергиянапреодолениетренияножаинижнейчастиотвалаогрунт

Источник:составленоавтором.

Figure 3 - The structure of the energy required to move the surface of the knife andthelowerpartoftheblade,duringthe

cutting of the soil when the knife is buried 50 mmatthebeginningofthebulldozer pass: 1-energyforthedisplacementofthesoil;2-energyfor soillifting; 3- energyto slowdownthe soil;4- energy forsoilacceleration; 5 - energy to overcomethefrictionofthe knifeandthe bottomofthe bladeto the ground

Source:compiled by theauthor.

Результаты расчётов затрат энергии, необходимой для осуществления перемещения поверхности ножа и нижней части отвала, во время резания грунта при различном заглублении ножа сведены в таблицы 1,2, 3, 4.

Затраты энергии на подъём грунта поверхностью ножа и нижней частью отвала в начале прохода, при заглублении ножа на 50 мм, больше, чем при заглублении на 100 мм, так

как при заглублении ножа на 50 мм была условно взята высота подъёма грунта, равная высоте верхней кромки ножа.

Затраты энергии на преодоление напора грунта объёмом один кубический метр на переднюю поверхность ножа и нижней части отвала и энергии на придание ускорения грунту остаются неизменными с увеличением заглубления ножа бульдозера.

Таблица 1

Затраты энергии на смещение грунта поверхностью ножа и нижней частью отвала в начале прохода при различном заглублении ножа

Источник: составлено автором.

Table 1

Energy consumption for soil displacement by knife surface and the bottom of the dump at the beginning of the pass with different deepening of the knife

Source: compiled by the author.

Глубина, а Объём грунта в секунду Напряжение при смещении грунта Площадь смещения Сила, необходимая для смещения грунта Путь бульдозера, необходимый для разработки одного кубического метра грунта,s Объёмные затраты энергии

м куб. м/с МПа кв. мм Н м Дж/куб. м

0,05 0,125 0,2 10004 2000 8 15530

0,1 0,25 0,2 25894 5179 4 20100

0,15 0,375 0,2 60796 12159 2,67 31461

0,2 0,5 0,2 111323 22265 2 43206

0,25 0,625 0,2 175980 35196 1,6 54640

0,3 0,75 0,2 253877 50775 1,33 65688

Таблица 2

Затраты энергии на подъём грунта поверхностью ножа и нижней частью отвала в начале прохода при различном заглублении ножа

Источник: составлено автором.

Table 2

Energy consumption for soil lifting by knife surface and the bottom of the dump at the beginning of the pass in case of different deepening of the knife

Source: compiled by the author.

Глубина, а Масса одного кубического метра грунта Масса грунта, воздействующего на нож и нижнюю часть отвала Сила тяжести грунта, воздействующего на нож и нижнюю часть отвала Сила, необходимая для подъёма грунта Высота подъёма грунта Объёмные затраты энергии на подъём грунта

м кг кг Н Н м Дж/куб. м

0,05 1067 26,7 261 261 0,075 784

0,1 1067 69,05 677 677 0,031 324

0,15 1067 162 1589 1589 0,046 481

0,2 1067 297 2909 2909 0,059 617

0,25 1067 469 4599 4599 0,072 753

0,3 1067 677 6635 6635 0,084 878

Таблица 3

Затраты энергии на преодоление трения грунта о поверхность ножа и нижней части отвала в начале прохода при различном заглублении ножа и общие затраты энергии

Источник: составлено автором.

Table 3

Energy consumption for overcoming soil friction against the knife surface and the lower part of the dump at the beginning of the pass with different deepening

of the knife and total energy costs

Source: compiled by the author.

Глубина,а Нормальная реакция ножа и нижней части отвала Коэффици-ент трения грунта о сталь Сила трения грунта о нож и нижнюю часть отвала Объёмная энергия на преодоление трения грунта о нож и нижнюю часть отвала Общие затраты энергии

м Н Н Дж/куб. м Дж/куб. м

0,05 2067 0,5 1033 5315 23763

0,1 5293 0,5 2646 6804 29361

0,15 12257 0,5 6128 10505 44580

0,2 22223 0,5 11112 14285 61408

0,25 35361 0,5 17680 18184 77272

0,3 50427 0,5 25213 21609 92124

Таблица 4

Мощность и сила тяги трактора, необходимая для перемещения поверхности ножа и нижней части отвала в начале прохода при различном заглублении ножа

Источник: составлено автором.

Table 4

Tractor traction power and force required to move knife surface and the lower part of the dump at the beginning of the pass with different deepening of the knife

Source: compiled by the author.

Глубина,а Время разработки одного кубического метра грунта Мощность, необходимая для работы поверхности ножа и нижней части отвала бульдозера Мощность Сила тяги Сила тяги трактора

м с Вт кВт Н кН

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,05 8 2970 3 2816 2,8

0,1 4 7340 7,3 7175 7,2

0,15 2,67 16717 16,7 16383 16,4

0,2 2 30704 30,7 29522 29,5

0,25 1,6 48295 48,3 46678 46,7

0,3 1,33 69093 69,1 66530 66,5

В связи с увеличением затрат энергии на смещение грунта поверхностью ножа и нижней частью отвала и на преодоление трения грунта о поверхность ножа и нижней части отвала с увеличением заглубления ножа бульдозера

относительная доля затрат энергии на преодоление напора грунта и на придание ускорения грунту уменьшается. Зависимости параметров от заглубления ножа даны на рисунках 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Рисунок 4 - Зависимостьобъёмныхзатрат энергиинасмещениегрунта поверхностью ножаи нижней частью отвала в начале прохода от заглубления ножа

Источник: 0H06a^j^(^Hо автором.

Figure 4 -Dependenceef velumetric energy expenditure onthedisplecement of the soil bythe surface of the knife and the

lower eartof Uhe Uf fOe attfe eesinntnnee ihe paes Сопу tfe deeeentng ofthe knife

Source:compiled by the author.

Рисунок5-Зависимостьобъёмных затратэнергиинаподъёмгрунта поверхностью ножа и нижней частью отвала вначале проходаот заглубления ножа

Источник:составленоавтором.

Figure 5 - Dependence of volumetric energy expenditureonlifting thesoilby the surface oftheknifeandthe lowerpart of the

blade at the beginningofthepassfrom thedepth of the knife Source: compiled by the author.

Рисунок 6-Зависимостьобъёмныхзатратэнергиинапреодолениетрения грунта оповероностьножа и нижнейчасти отвала в начале прохода от заглубления ножа

Источник: состоьлено автором.

Figure 6 - Dependence of volumetric energycoststoovercome thefriction of the soilonthe surfaceoftheknifeand the lower

part of the blade at the beginning of the pass from the depth of the knife

Source: comfbiled by the author.

Рисунок7-Зависимостьобщихобъёмныхзатратэнергиинаперемещение поверхностиножаинижнейчасти отвалавначалепроходаотзаглубления ножа

Источник: составлено автором. Figure 7 - The dependence of the total volumetric energy expenditure on moving the surface of the knife and the lower part of the blade at the beginning of the pass from the depth of the knife

Source: compiled by the author.

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Заглубление ножа, м

Рисунок 8 - Зависимостьмощности,необходимойдляперемещенияповерхности ножа и нижней части отвалавначалепрохода,от заглубления ножа

Источник: составлено автором.

Figure8- The dependenceofthepower required to move the surface of the knife and the lower part of the blade at the beginning ofthe pass, on thedepth of the knife

Source: compiled by the author.

Рисунок 9 - Зависимостьсилытягитракторадля преодолениясопротивлениягрунтаперемещениюповерхности

ножаинижней части отвалавначалепроходаотзаглубления ножа

Источник: составлено автором.

Figure 9 - Dependenceofthe tractortractionforce toovercometheresistanceof the soiltothe movement of theknife surface

and the lower part of the blade at the beginning ofthe pass fromthe sinking of the knife

Source: compiled by the author.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализируя рисунки, можно заметить, что точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала, проходящая через центр масс О смещаемого грунта, с увеличением заглубления ножа бульдозера сдвигается вниз, переходя на лезвие ножа. Так, при заглублении ножа более чем на 200 мм, точка Р приложения сосредоточенной нормальной реакции ножа и нижней части отвала расположена вне лезвия ножа. Во время работы бульдозера этого может не произойти, если заглубление ножа происходит постепенно. По мере заглубления ножа бульдозера общие объёмные затраты энергии, необходимые для перемещения в грунте поверхности ножа и нижней части отвала, в начале прохода увеличиваются.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Зыков Б. И. Теория рабочих процессов строительных машин. Ярославль: Изд. ЯГТУ 2003. 114 с.

2. Жук А. Ф. Теоретическое обоснование рациональной технологической схемы и параметров ротационного плуга. Сборник научных трудов «Теория и расчёт почвообрабатывающих машин». Т 120. М.: Машиностроение, 1989. С. 145-153.

3. Попов Г. Ф. Рабочие органы фрез. М.: Материалы НТС ВИСХОМ. Вып. 27. ОНТИ ВИСХОМ, 1970. С. 490-497.

4. Карасёв Г Н. Определение силы резания грунта с учётом упругих деформаций при разрушении // Строительные и дорожные машины. 2008. № 4. С. 36-42.

5. Карнаухов А. И., Орловский С. Н. Определение затрат удельной энергии на процесс резания лесных почв торцевыми фрезами // Строительные и дорожные машины. 2010. № 1. С. 20-22.

6. Кравец И. М. Определение критической глубины резания при комбинированном резании грунтов гидрофрезой // Строительные и дорожные машины. 2010. № 5. С. 47-49.

7. Кириллов Ф. Ф. Детерминированная математическая модель временного распределения тягового усилия для многорезцовых рабочих органов землеройных машин // Строительные и дорожные машины. 2010. № 11. С. 44-48.

8. Берестов Е. И. Влияние трения грунта по поверхности ножа на сопротивление резанию // Строительные и дорожные машины. 2010. № 11. С. 34-38.

9. Вершинин А. В., Зубов В. С., Тюльнев А. М. Повышение эффективности дискофрезерных рабочих механизмов для разработки мёрзлых грунтов // Строительные и дорожные машины. 2012. № 8. С. 42-44.

10. Баловнев В. И., Нгуен З. Ш. Определение сопротивлений при разработке грунтов рыхлителем по интегральному показателю прочности // Строительные и дорожные машины. 2005. № 3. С. 38-4о.

11. Ryabets N., Kurzhner F Weakening of frozen soils by means of ultra-high frequency energy. // Cold Regions Science and Technology. 2003. Vol. 36. P 115128.

12. Liu X., Liu P Experimental research on the compressive fracture toughness of wing fracture of frozen soil. // Cold Regions Science and Technology. 2011. Vol. 65. P 421-428.

13. Talalay P.G. Subglacial till and Bedrock drilling // Cold Regions Science and Technology. 2013. Vol. 86. P. 142-166.

14. Sun X. ACT-timely experimental study on mesoscopic damage development of frozen soil under triaxial shearing // Rock and Soil Mechanics. 2005. №8. P 150163.

15. Li Q. Development of Frozen Soil Model // Advances in Earth Science. 2006. №12. P 96-103.

16. Atkinson J. The Mechanics of Soils and Foundations. CRC. Press. 2007. 448 p.

17. Баловнев В. И., Данилов Р Г, Улитич О. Ю. Исследование управляемых ножевых систем землеройно-транспортных машин // Строительные и дорожные машины. 2017. № 2. С. 12-15.

18. Нилов В. А., Фёдоров Е. В. Разработка грунта скрепером в условиях свободного резания // Строительные и дорожные машины. 2016. № 2. С. 7-10.

19. Чмиль В. П. Насосно-аккумулятивный привод рыхлителя с автоматическим выбором угла резания // Строительные и дорожные машины. 2016. № 11. С. 18-20.

20. Кабашев Р А., Тургумбаев С. Д. Экспериментальные исследования процесса копания грунтов роторно-дисковыми рабочими органами под гидростатическим давлением // Вестник СибАДИ. 2016. №

4. С. 23-28.

21. Сёмкин Д. С. О влиянии скорости рабочего органа на силу сопротивления резанию грунта // Вестник СибАДИ. 2017. № 1. С. 37-43.

22. Константинов Ю. В. Методика расчёта сопротивления и момента сопротивления резанию почвы прямым пластинчатым ножом фрезы // Тракторы и сельхозмашины. 2019. № 5. С. 31-39.

23. Сыромятников Ю. Н., Храмов И. С., Войнаш С. А. Гибкий элемент в составе рабочих органов роторной почвообрабатывающей рыхлительно-сепа-рирующей машины // Тракторы и сельхозмашины. 2018. № 5. С. 32-39.

24. Пархоменко Г Г, Пархоменко С. Г Силовой анализ механизмов перемещения рабочих органов почвообрабатывающих машин по заданной траектории // Тракторы и сельхозмашины. 2018. № 1. С. 47-54.

25. Драняев С. Б., Чаткин М. Н., Корявин С. М. Моделирование работы винтового Г-образного ножа почвообрабатывающей фрезы // Тракторы и сельхозмашины. 2017. № 7. С. 13-19.

26. Николаев В. А. Машины для обработки почвы. Теория и расчёт / В. А. Николаев. Ярославль: Изд-во ФГБОУ ВПО ЯГСХА, 2014. 358 с.

27. Николаев В. А. Резание грунта пассивными рабочими органами. Теория и расчёт / В. А. Николаев. Ярославль: Изд-во ФГБОУ ВО ЯГТУ 2022. 388 с.

REFERENCES

1. Zykov B. I. Teorija rabochih processov stroitel’nyh mashin [Workflow theory of construction machinery]. Ja-roslavl': Izd. JaGTU, 2003. 114 p. (in Russ.)

2. Zhuk A. F Teoreticheskoe obosnovanie racion-al'noj tehnologicheskoj shemy i parametrov rotacionno-go pluga. Sbornik nauchnyh trudov «Teorija i raschjot

pochvoobrabatyvajushhih mashin» [Theoretical substantiation of rational technological scheme and parameters of Rotary plow. Collection of scientific works «Theory and calculation of tillage machines»]. T 120. Moscow, «Mashinostroenie», 1989: 145-153. (in Russ)

3. Popov G. F. Rabochie organy frez [Working bodies of the cutters]. Moscow: Materialy NTS VISHOM. Vyp. 27. ONTI VISHOM, 1970: 490-497.

4. Karasjov G. N. Opredelenie sily rezanija grunta s uchjotom uprugih deformacij pri razrushenii [Definition of the cutting force of soil considering elastic deformation at fracture]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2008; 4: 36-42. (in Russ)

5. Karnauhov A. I., Orlovskij S. N. Opredelenie za-trat udel'noj jenergii na process rezanija lesnyh pochv torcevymi frezami [Costing of specific energy on the cutting process of forest soils end mills]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2010; 1: 20-22. (in Russ)

6. Kravec I. M. Opredelenie kriticheskoj glubiny rezanija pri kombinirovannom rezanii gruntov gidrofrezoj [Determine critical cutting depth when combined cutting soils gidrofrezoj]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2010; 5: 47-49. (in Russ)

7. Kirillov F. F. Determinirovannaja matematicheskaja model' vremennogo raspredelenija tjagovogo usilija dlja mnogorezcovyh rabochih organov zemlerojnyh mashin [Deterministic mathematical model of the temporal distribution of traction for mnogorezcovyh working bodies of earthmoving machines]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2010; 11: 44-48. (in Russ)

8. Berestov E. I. Vlijanie trenija grunta po poverhnos-ti nozha na soprotivlenie rezaniju [Influence of friction of soil on the surface of the knife cutting resistance]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2010; 11: 34-38. (in Russ)

9. Vershinin A. V., Zubov V. S., Tjul'nev A.M. Povy-shenie jeffektivnosti diskofrezernyh rabochih mehaniz-mov dlja razrabotki mjorzlyh gruntov [Improving the efficiency of the working mechanisms for the development of diskofrezernyh mjorzlyh soil]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2012; 8: 42-44. (in Russ)

10. Balovnev V. I., Nguen Z. Sh. Opredelenie sopro-tivlenij pri razrabotke gruntov ryhlitelem po integral'nomu pokazatelju prochnosti [Identification of resistances when designing primers Ripper by a combined indicator of strength]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2005; 3: 38-40. (in Russ)

11. Ryabets N., Kurzhner F. Weakening of frozen soils by means of ultra-high frequency energy. Cold Regions Science and Technology. 2003; 36:115-128.

12. Liu X., Liu P Experimental research on the compressive fracture toughness of wing fracture of frozen soil. Cold Regions Science and Technology. 2011; 65: 421-428.

13. Talalay P. G. Subglacial till and Bedrock drilling. Cold Regions Science and Technology. 2013; 86: 142166.

14. Sun X. ACT-timely experimental study on me-so-scopic damage development of frozen soil under triaxial shearing. Rock and Soil Mechanics. 2005; 8: 150-163.

15. Li Q. Development of Frozen Soil Model. Advances in Earth Science. 2006; 12: 96-103.

16. Atkinson J. The Mechanics of Soils and Foundations. CRC. Press. 2007: 448.

17. Balovnev V. I., Danilov R. G., Ulitich O. Ju. Issledovanie upravljaemyh nozhevyh sistem zemleroj-no-transportnyh mashin [Study of guided knife systems

of ground-moving vehicles]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2017; 2: 12-15. (in Russ.)

18. Nilov V. A., Fjodorov E. V. Razrabotka grunta skreperom v uslovijah svobodnogo rezanija [Ground development with a scraper in free cutting conditions]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2016; 2: 7-10. (in Russ.)

19. Chmil' V. P Nasosno-akkumuljativnyj privod ryhlitelja s avtomaticheskim vyborom ugla rezanija [Pump-accumulating ripper drive with automatic cutting angle selection]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny. 2016; 11: 18-20. (in Russ.)

20. Kabashev R. A., Turgumbaev S. D. Jeksper-imental'nye issledovanija processa kopanija gruntov rotorno-diskovymi rabochimi organami pod gidrostatich-eskim davleniem [Experimental studies of the process of digging soils by rotary-disk working organs under hydrostatic pressure]. Vestnik SibADI. 2016; 4: 23-28. (in Russ.)

21. Sjomkin D.S. O vlijanii skorosti rabochego organa na silu soprotivlenija rezaniju grunta [On the impact of the speed of the working body on the force of resistance to ground cutting]. Vestnik SibADI. 2017; 1: 37-43. (in Russ.)

22. Konstantinov Ju. V. Metodika raschjota soprotivlenija i momenta soprotivlenija rezaniju pochvy prjamym plastinchatym nozhom frezy [The method of calculating resistance and the moment of resistance to soil cutting with a straight plate cutter knife]. Traktory i sel’hozmashiny. 2019; 5: 31-39. (in Russ.)

23. Syromjatnikov Ju. N., Hramov I. S., Vojnash S. A. Gibkij jelement v sostave rabochih organov rotornoj pochvoobrabatyvajushhej ryhlitel'no-separirujushhej mashiny [Flexible element in the working organs of the rotary soil processing loosening and separating machine]. Traktory i sel’hozmashiny. 2018; 5: 32-39. (in Russ.)

24. Parhomenko G. G., Parhomenko S. G. Silovoj analiz mehanizmov peremeshhenija rabochih organov pochvoobrabatyvajushhih mashin po zadannoj traekto-rii [Power analysis of the mechanisms of movement of working bodies of soil processing machines on a given trajectory]. Traktory i sel’hozmashiny. 2018; 1: 47-54. (in Russ.)

25. Dranjaev S. B., Chatkin M. N., Korjavin S. M. Modelirovanie raboty vintovogo G-obraznogo nozha pochvoobrabatyvajushhej frezy [Simulation of the work of a screw G-shaped knife soil cutter]. Traktory i sel’hozmashiny. 2017; 7: 13-19. (in Russ.)

26. Nikolaev V. A. Mashiny dlja obrabotki pochvy. Teorija i raschjot [Soil processing machines. Theory and calculation]. Jaroslavl': Izd-vo FGBOU VPO JaGSHA, 2014: 358. (in Russ.)

27. Nikolaev V. A. Rezanie grunta passivnymi rabochimi organami. Teorija i raschjot [Cutting the soil by passive working organs. Theory and Calculation]. Jaroslavl': Izd-vo FGBOU VO JaGTU, 2022: 388. (in Russ.)

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Николаев Владимир Анатольевич - д-р техн. наук, проф. кафедры «Строительные и дорожные машины».

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

AUTHOR INFORMATION

Vladimir A. Nikolayev. Dr. of Sci., Professor of the Construction and Road Machinery Department.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.