Теоретичне дослідження геометричних та кінематичних параметрів процесу транспортування ґрунту різально-метальним робочим органом

Abstract

UK: Постановка проблеми. Робочий процес землерийно-транспортних машин передбачає дві послідовні операції, а саме різання ґрунту та його подальше транспортування. В залежності від типу землерийно-транспортної машини процес транспортування здійснюється різними способами, так наприклад, в традиційних конструкціях скреперів переміщення ґрунту із зони різання відбувається за рахунок просування ґрунтової стружки у ківш під дією підпору ґрунту, що створюється тяговим зусиллям базової машини. Для підвищення ефективності цього процесу на ковшових землерийно-транспортних машинах використовують додаткові транспортувальні пристрої у вигляді скребкових елеваторів, гвинтових та шнекових завантажувачів, лопатевих метальників, підгребальних пристроїв та інші. Однак їх використання збільшує матеріалоємність машини, знижує загальний ККД за рахунок додаткових витрат енергії на привід транспортувального пристрою, на зайве перемішування та подрібнення ґрунту. У землерийно-транспортних машинах безперервної дії, таких як грейдер-елеватор, струг-метальник, зовнішнє транспортування ґрунту із зони різання здійснюється стрічковим конвеєром або лопатевим метальником з рухомим кожухом. На деяких конструкціях грейдер-елеваторів між різальним ножем та стрічковим конвеєром встановлено додатковий метальний пристрій. Для усунення вказаних недоліків, а саме зменшення матеріалоємності та енергоємності машини у цілому, доцільно об'єднати в одному робочому органі виконання процесів різання та транспортування. Одним із варіантів реалізації цієї ідеї є створення різально-метального робочого органа, що об'єднує виконання процесів різання та транспортування ґрунту. Створення даного обладнання передбачає отримання математичних моделей для визначення його раціональних параметрів. Мета статті. Теоретичне дослідження робочого процесу різально-метального робочого органа для створення математичних моделей по визначенню його геометричних та кінематичних параметрів. Висновок. Виконані теоретичні дослідження процесу транспортування ґрунту різально-метальним робочим органом дозволили отримати математичні моделі для визначення геометричних параметрів об'єму ґрунту на лопатях в залежності від продуктивності та частоти обертання для визначення напряму та значення абсолютної швидкості ґрунту при розвантаженні робочого органа, а також визначення кута розвантаження. По заданій відстані транспортування ґрунту отримана математична модель для визначення потрібної частоти обертання різально-метального робочого органа.

RU: Постановка проблемы. Рабочий процесс землеройно-транспортных машин предусматривает две последовательные операции, а именно резание грунта и его дальнейшее транспортирование. В зависимости от типа землеройно-транспортной машины процесс транспортирования осуществляется различными способами, так например, в традиционных конструкциях скреперов перемещение грунта из зоны резания осуществляется за счет продвижения грунтовой стружки в ковш под действием подпора грунта, которое создается тяговым усилием базовой машины. Для повышения эффективности этого процесса на ковшовых землеройно-транспортных машинах используются дополнительные транспортирующие устройства в виде скребковых элеваторов, винтовых и шнековых загружателей, лопастных метателей, подгребающих устройств и других. Однако их использование увеличивает материалоемкость машины, понижает общий КПД за счет дополнительных затрат энергии на привод транспортирующего устройства, на лишнее перемешивание и дробление грунта. В землеройно-транспортных машинах непрерывного действия, таких как грейдер-элеватор, струг-метатель, внешнее транспортирование грунта из зоны резания осуществляется ленточным конвейером или лопастным метателем с подвижным кожухом. На некоторых конструкциях грейдер-элеваторов между режущим ножом и ленточным конвейером установлено дополнительное метательное устройство. Для ликвидации указанных недостатков, а именно уменьшения материалоемкости и энергоемкости машины в целом, целесообразно объединить в одном рабочем органе выполнение процессов резания и транспортирования. Одним из вариантов реализации этой идеи является создание режуще-метального рабочего органа, который объединяет выполнение процессов резания и транспортирования грунта. Создание данного оборудования предполагает получение математических моделей для определения его рациональных параметров. Цель статьи. Теоретическое исследование рабочего процесса режуще-метального рабочего органа для создания математических моделей по определению его геометрических и кинематических параметров. Вывод. Выполненные теоретические исследования процесса транспортирования грунта режуще-метательным рабочим органом позволили получить математические модели для определения геометрических параметров объема грунта на лопастях в зависимости от производительности и частоты вращения, для определения направления и значения абсолютной скорости грунта при разгрузке рабочего органа, а также определения угла разгрузки. По заданному расстоянию транспортирования грунта получена математическая модель для определения требуемой частоты вращения режуще-метательного рабочего органа.

EN: Raising of problem. The working process of earth-moving-transport machines envisages two successive operations, namely cutting of soil and his further portage. Depending on the type of an earth-moving-transport machine the process of portage comes true of different ways, so for example, in the traditional constructions of drag shovels transferring of soil from the zone of cutting comes true due to advancement of the ground shaving in a scoop under the action of under constraint of soil, that is created by hauling effort of base machine. For the increase of efficiency of this process on scoop earth-moving-transport machines additional transporting devices are used as scraper elevators screw and screw loaders, blade throwers, raking up devices, et al. However their use increases resource-demanding of machine, lowers a general output-input ratio due to the additional expenses of energy on the drive of transporting device that superfluous interfusion and crushing of soil. In earth-moving-transport machines of continuous action, such as a grader-elevator, cut-thrower, the external portage of soil from the zone of cutting comes true by a band conveyer or blade thrower with the movable casing. On some constructions of grader-elevators between a cutting knife and band conveyer an additional missile device is set. For liquidation of the indicated defects, namely reductions of resource-demanding and power-hungriness of machine on the whole, it is expedient to unite implementation of processes of cutting and portage in one working organ. One of variants of realization of this idea is creation of cut-missile worker organ that unites implementation of processes of cutting and portage of soil. Creation of this equipment supposes the receipt of mathematical models for determination of his rational parameters. The purpose of the article. Theoretical research of working process of cut-missile worker organ for creation of mathematical models on determination of his geometrical and kinematics parameters. Conclusion. The executed theoretical researches of process of portage of soil a cut-missile worker organ allowed to get mathematical models for determination of geometrical parameters of volume of soil on blades depending on the productivity and frequency of rotation, for a directionfindingand value of absolute speed of soil at unloading of working organ, and also determination of unloading corner. On the set distance of portage of soil a mathematical model is got for determination of the required frequency of rotation of cut-missile worker organ.