CC BY
27
РАЗДЕЛ I
ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
УДК 624.1
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЦЕПНОГО ТРАНШЕЙНОГО ЭКСКАВАТОРА С ГРУНТОМ В ПОПЕРЕЧНОЙ ПЛОСКОСТИ
М. Е. Агапов
Аннотация. Приведены расчетные схемы взаимодействия рабочего органа цепного траншейного экскаватора с грунтом в поперечной плоскости. Также представлены математические зависимости взаимодействия от параметров грунта.
Ключевые слова: грунт, цепной траншейный экскаватор, экскаватор, взаимодействие грунта с рабочим органом.
Введение
При проектировании цепных траншейных экскаваторов важным этапом является исследование статических и динамических характеристик на основе адекватной математической модели. Одной из основных частей математической модели является расчетная схема. [1,3,4]
Основная часть
Для составления математической модели реакции грунта на рабочий орган () приняты следующие допущения [1,4]:
1. Сила реакции равнораспределена по всей длине части рабочего органа, погруженной в грунт.
2. рассматриваются изменения больших значений обобщенных координат звеньев расчетной схемы;
3. рассматривается изменение только вертикальной и поперечной координаты положения РО;
4. машина представлена упрощенно в виде многозвенника, отражающего раму машины, левую и правую гусеницы с ведущими звездочками, РО;
5. РО зафиксирован гидроцилиндром и шарнирно крепится к раме;
6. звенья многозвенника абсолютно жесткие;
7. гусеницы от опорной поверхности не отрываются.
Из рисунка 2 следует, что:
Нт = J ■ везу-А , (1)
где Нт - глубина траншеи, J - длина РО, у - угол наклона РО в продольной плоско-
сти, A - расстояние от точки крепления РО до поверхности грунта.
АН
(2)
A = A0
2
где А - расстояние от точки крепления РО до поверхности грунта в горизонтальном положении, АН - высота неровности под гусеницей.
АН =
(3)
где Lb - ширина базы, у - угол наклона
РО в поперечной плоскости.
Из рисунка 1 находим длину части РО, заглубленной в грунт, с внутренней стороны Jj
и радиус полукруга R , которые равны:
J1 = J - А ■ cos у , (4)
R = , (5)
2
где Lpo - ширина рабочего органа, ух -
угол наклона РО к вертикали в продольной плоскости.
Jj складывается из следующих отрезков:
Jj = Jy + R + Jx. (6)
Для нахождения J (стороны треугольника S3) из рисунка найдем гипотенузу треугольника S3:
] = ]ро ро~ мп А
(7)
где А - угол наклона РО к горизонтали,
который равен:
А = 90 - ух. Из выражения (7) получим:
-у = ]ро • А .
(8)
(7)
Также найдем:
- = — - - - Л.
(10)
С учетом выражений (5), (6) и (10) найдем площадь боковой поверхности части РО, заглубленной в грунт:
о лЯ2
Sl = —, (11)
2
S2 = • Л ,
Sз =
р°
р°
У
2
S — Sl + S2 ^ Sз .
(12)
(13)
(14)
Зная площадь боковой поверхности части РО, погруженную в грунт, находим суммарную величину силы сопротивления движению РО в поперечной плоскости от сил нормаль-
ного давления грунта на боковую поверхность РО из выражения [2]:
Р = • S , (15)
где Раср) - среднее значение нормального
давление грунта на боковую поверхность части РО, заглубленной в грунт, которое равно[2]:
оср
2
(16)
где £ - коэффициент бокового давления,
- плотность грунта.
Заключение
Исходя из составленных расчетных схем, было рассчитано среднее значение нормального давление грунта на боковую поверхность части РО (Р0 ). Также суммарная величина силы сопротивления движению РО в поперечной плоскости от сил нормального давления грунта на боковую поверхность РО (Р) цепного траншейного экскаватора.
Рис. 1. Расчетная схема взаимодействия рабочего органа с грунтом, выполненная в продольной плоскости
Рис. 2. Расчетная схема взаимодействия рабочего органа с грунтом, выполненная в поперечной плоскости
Библиографический список
1. Алексеева Т. В., Щербаков В. С. Оценка и повышение точности землеройно-транспортных машин: Учеб. пособие. - Омск: СибАДИ, 1981. - 99 с.
2. Игнатов С. Д. Система автоматизации проектирования основных геометрических параметров траков гусеничной ленты цепного траншейного экскаватор - Омск, 2012. -165 с.
3. Киселева Л. Н. Совершенствование конструкции и обоснование параметров рабочего органа подкапывающей машины - Омск, 2011.- 134 с.
4. Щербаков В. С. Научные основы повышения точности работ, выполняемых землеройно-транспортными машинами - Омск: СибАДИ, 2000г. - 368 с.
INTERACTION OF WORKING BODY OF THE CHAIN TRENCH EXCAVATOR WITH SOIL IN THE CROSS PLANE
M. E. Agapov
Settlement schemes of interaction of working body of the chain trench excavator with soil are provided in the cross plane. Mathematical dependences of interaction on soil parameters are also presented also.
Bibliographic list
1. Tatiana Alexeeva, V. Shcherbakov Assessing and improving the accuracy of earth-moving machinery: Manual. allowance. - Omsk SibADI, 1981. - 99 p.
2. Ignatov, S. D. System for automating the basic geometric parameters truck caterpillar track chain trenchers, 2012. -1658 With.
3. Kiseleva L. N. Improving the design and rationale of parameters work that body break through the machine - Omsk, 2011. - 134p.
4. Scherbakov V. The scientific basis for improving the accuracy of the work performed by the ground-Roine-transport vehicles - Omsk SibADI, 2000. - 368 p.
Агапов Максим Евгеньевич - аспирант кафедры «Автоматизация производственных процессов и электротехника» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований -автоматизированное проектирование систем. Имеет 5 опубликованных работ. E-mail: maksim. agapov@inbox. ru.
