Дослідження робочого процесу відвального робочого органа з механічним інтенсифікатором для бічного транспортування ґрунту

Abstract

UK: Постановка проблеми. Земляні споруди і відповідні їм земляні роботи, які виконуються в різних видах будівництва, можна поділити за формою та розмірами на зосереджені та протяжні. До останніх належать земляні насипи та корита для автомобільних та залізничних доріг, меліоративні споруди, канали, а також земляні роботи з виконання зворотної засипки траншей та котлованів від поверхневих шарів чорнозему, робота щодо зимового утримання доріг. Для виконання вказаних робіт широко застосовуються землерийно-транспортні машини (ЗТМ) у вигляді бульдозерів, автогрейдерів, грейфер-елеваторів. Найбільш поширено серед них використовуються бульдозери як із прямим, так і з косовстановленим відвалом. Останній дозволяє перетворити бульдозер на машину безперервної дії, яка за рахунок тягового зусилля базової машини виконує зрізання ґрунту та його бічне транспортування. Однак суттєвим недоліком бульдозера з косовстановленим відвалом є неможливість транспортування ґрунту на значну відстань за його межі. Аналогічний недолік присутній в робочому обладнанні (РО) автогрейдера. Відстань бічного транспортування ґрунту грейдер-елеватором обмежується довжиною конвеєра. Усунути вказаний недолік допоможе застосування у РО ЗТМ механічних інтенсифікаторів (МІ), які дозволяють підвищити ефективність зовнішнього транспортування ґрунту, знизити опір зусилля копанню ґрунту. Тому підвищення ефективності земляних робіт ЗТМ із відвальними робочими органами за рахунок упровадження МІ для збільшення відстані та зміни напряму бічного транспортування ґрунту − актуальне науковоприкладне завдання в галузі технічних наук. Мета дослідження − підвищення ефективності робочого процесу відвального робочого органа за рахунок інтенсифікації процесу бічного транспортування зрізаного ґрунту. Висновок. Результатами випробувань у лабораторних умовах фізичної моделі запропонованої конструкції відвального робочого органа з механічним інтенсифікатором у вигляді лопатевого метальника підтверджена його працездатність та з'ясована фізична сутність робочого процесу. Виконані теоретичні дослідження робочого процесу копання ґрунту дозволили отримати математичні моделі для визначення геометричних, кінематичних та силових параметрів робочого обладнання та розробки методики його інженерного розрахунку

RU: Постановка проблемы. Земляные сооружения и соответствующие им земляные работы, которые выполняются в различных видах строительства, можно разделить по форме и размерам на сосредоточенные и протяжные. К последним относятся земляные насыпи или корыта для автомобильных и железных дорог, мелиоративные сооружения, каналы, а также земляные работы по выполнению обратной засыпки траншей и котлованов от поверхностных слоев чернозема, робота по зимнему содержанию дорог. Для производства указанных работ широко используют землеройно-транспортные машины (ЗТМ) в виде бульдозеров, автогрейдеров, грейдер-элеваторов. Наиболее широко среди них используются бульдозеры как с прямым, так и косоустановленным отвалом. Последний позволяет преобразовать бульдозер в машину непрерывного действия, которая за счет тягового усилия базовой машины производит срезание грунта и его боковое транспортирование. Существенным недостатком бульдозера с косоустановленным отвалом является невозможность транспортирования грунта на значительное расстояние за его пределы. Аналогичный недостаток присущ рабочему оборудованию (РО) автогрейдера. Расстояние бокового транспортирования грунта грейдер-элеватором ограничивается длиной конвейера. Ликвидировать указанный недостаток поможет применение в РО ЗТМ механических интенсификаторов (МИ), которые позволяют повысить эффективность внешнего транспортирования грунта, снизить сопротивление копанию грунта. Поэтому повышение эффективности земляных работ ЗТМ с отвальными рабочими органами за счет внедрения МИ для увеличения расстояния и изменения направления бокового транспортирования грунта является актуальной научно-прикладной задачей в области технических наук. Цель исследования − повышение эффективности рабочего процесса отвального рабочего органа путем интенсификации процесса бокового транспортирования срезанного грунта. Вывод. Результатами испытаний в лабораторных условиях физической модели предложенной конструкции отвального рабочего органа с механическим интенсификатором в виде лопастного метателя подтверждена его работоспособность и установлена физическая сущность рабочего процесса. На основе выполненных теоретических исследований рабочего процесса копания грунта получены математические модели для определения геометрических, кинематических и силовых параметров рабочего оборудования и разработки методики инженерного расчета.

EN: Raising of problem. Earth structures and corresponding earth works being performed in different kinds of construction, can be divided according to the form and sizes into concentrated and expanded ones. The earth embattlements or troughs for highways and railways, meliorative structures, channels and also earth backing works, surface black soil layers removal, road winter maintenance work belong to expanded works. The earth moving and transport machines (EMTM) such as bulldozers, autograders, graders-elevators are widely used for the specified works. The bulldozers both with direct and oblique established blades are the most widely used ones. The latest one lets transform bulldozer into the machine of continuous action which due to tractive effort of the base machine performs soil cut-off and its lateral transportation. The essential defect the bulldozer with oblique established blades is impossibility to transport the soil to bigger distance from its location. The same defect inherent in the equipment work (EW) of autograder. The distance of the lateral transportation soil of grader-elevator is limited by the length of the conveyer. Removing of denoted defects lets the use of mechanical insifiers (MI) in EW EMTM which let to improve the efficiency of external soil transportation to reduce the resistance to soil digging. That is why the improval of earth work efficiency of EMTM with blade working members due to implementation of MI for increasing the distance and changing the direction of lateral soil transportation is the topical scientific-applied task in the field of technical sciences. The purpose of the article. Improvement of the working process efficiency of blade working member by intensifying the process of lateral cut-off soil transportation. Conclusion. The working capacity of physical model of offered blade working member construction with mechanical intensifier in the form of the ban caster has been confirmed by the results of testing in the laboratory conditions and the essence of the working process has been determined by it. The mathematic models for determining geometric, cinematic and force parameters of the working equipment have been obtained on the base of the fulfilled theoretical investigations of digging soil working process and the methods for engineering calculations have been developed.