Развитие научных основ взаимодействия рабочих органов перегрузочных машин с насыпными грузами

• Автор: Филяков, Александр Борисович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 463 с. : ил.

Условные обозначения
Глава 1. Состояние теории взаимодействия рабочих органов пе
регрузочных машин с насыпными грузами
1.1. Классификация грузов, перерабатываемых перегрузочными
и подъемно-транспортными машинами
1.2. Классификация механических заборных органов перегру
зонных машин, взаимодействующих с насыпными грузами
1.3. Методы исследования и расчета процессов резания и зачер
пывания грунтов и насыпных грузов заборными органами
1.3.1. Основные положения механики фунтов и сыпучей среды
1.3.2. Расчет сопротивлений резанию фунтов и зачерпыванию на
сыпных грузов перегрузочными рабочими органами
1.3.3. Влияние скорости зачерпывания на сопротивление внедре
нию рабочих органов в насыпной фуз и грунт
1.3.4. Влияние присоединяемой массы материала на процесс за
черпывания
1.3.5. Экспериментальные методы исследования сил сопротивле
ния внедрению рабочих органов в фунты и насыпные фузы
1.4. Процесс внедрения в насыпной груз ковшового и грейфер
ного органов
1.5. Краткие выводы и постановка задач исследования
Глава 2. Основы динамической теории напряженного состояния
деформируемых сред
2.1. Основные положения теории напряженного состояния де
формируемых сред
2.2. Физическая модель двойственной структуры сыпучей среды

2.3. Математическая модель напряженного состояния деформи- 63 руемой сыпучей среды
2.4. Математическая модель напряженного состояния деформи
руемой связной среды
2.5. Физико-механическая модель свойств связности и сыпуче
сти деформируемых сред
2.6. Исходные предпосылки для разработки математической мо
дели динамического состояния среды
2.7. Математическая модель динамического состояния среды
2.7.1. Уравнения динамического равновесия
2.7.2. Начальные условия уравнений движения
2.7.3. Форма границ выпучивания
2.7.4. Напряженное состояние среды у свободной границы
2.7.5. Граница линий скольжения среды
2.7.6. Преобразование уравнений динамического напряженного
состояния связной среды
2.7.7. Удовлетворение граничных условий уравнений движения
2.7.8. Исследование процесса внедрения деформатора в сыпучую
среду
2.8. Выводы по второй главе
Глава 3. Исследование напряженного состояния сыпучей среды
при взаимодействии ее с деформаторами
3.1. Анализ существующих исследований
3.2. Теоретическое исследование процесса интенсивного вне
дрения деформатора (ножа) в сыпучую среду
3.3. Исследование физико-механических характеристик сыпучей
среды
3.4. Экспериментальное исследование процесса внедрения де

форматора (ножа) в сыпучую среду при установившемся движении
3.5. Математическая модель давления на торцевой поверхности
деформатора (ножа), внедряющегося в сыпучую среду с постоянной скоростью
3.6. Физическая модель объемного напряженного состояния сы
пучей среды при внедрении в нее деформатора
3.7. Анализ влияния объемного напряженного состояния дефор
мируемой среды на расчет сопротивления внедрению деформатора (ножа) в сыпучую среду
3.8. Аналитическое определение параметров внедрения дефор
матора в сыпучую среду при его вертикальном внедрении
3.9. Экспериментальное исследование процесса сдвига стенкой
сыпучего клина
3.9.1. Теоретический анализ процесса сдвига
3.9.2. Экспериментальное исследование процесса сдвига
3.9.3. Анализ результатов экспериментального исследования про
цесса сдвига стенкой сыпучего клина
ЗЛО. Выводы по третьей главе
Глава 4. Исследование напряженного состояния связной среды
при взаимодействии ее с деформаторами
4.1. Общие положения
4.2. Экспериментальное исследование и анализ процесса вне
дрения деформатора (ножа) в связную среду
4.3. Математическая модель давления на торцевой поверхности
деформатора (ножа), внедряющегося в связную среду с постоянной скоростью
4.4. Исследование процесса сдвига стенкой связного клина
из частиц насыпного груза перед кромкой ножа, а величина призм зависит от конструктивных факторов, способа черпания и физико-механических свойств груза.
Экспериментально установлено, что величина удельной работы при совмещенном черпании и раздельном у ковшей рациональной формы равна.
Аналогичные исследования, но еще в большем объеме, были выполнены Г.В. Родионовым на моделях и натурных ковшах при зачерпывании кусковых материалов [135]. Опыты показали, что одним из главных способов снижения сопротивления внедрению является установка зубьев, придание режущей кромке криволинейной формы и ее заострение. Зубья при внедрении ковша производят раздвигание частиц материала, способствуя проникновению всего днища в штабель. Зубья должны иметь при этом обтекаемую форму, исключающую заклинивание кусков породы. Кроме того, Г.В. Родионовым определена оптимальная форма клиньев и предложена формула для определения сопротивления ковша внедрению и черпанию:
Рт = 4,2у • В ■ Г1'25 Ясп х 0,54+ 0,3 2#сп
( ч (1.28)

0,4 +

0,08 + 0,1аср^,
где В — ширина ковша; у — объемный вес; Ь — глубина внедрения; аср - средний размер куска; ср0 - угол естественного откоса; 8 - угол трения груза о сталь; К$ — коэффициент формы ковша; С - коэффициент уплотнения; т - коэффициент, учитывающий расположение режущей кромки днища относительно ковша.
Г.Ш. Хазановичем [223] разработан приближенный энергетический метод решения динамической задачи внедрения ковша погрузочной машины в штабель породы.
Р.Л. Зенков [69], занимаясь расчетом погрузочных и транспортных устройств для насыпных грузов, предложил теорию, принципиально отличающуюся от рассмотренных выше методов расчета. Она разработана без исполь-