Навесной пневматический молот с дроссельным воздухораспределением для разработки мерзлых грунтов

• Автор: Кутумов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 262 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Существующие технологии разрушения мёрзлых грунтов

1.2. Машины для разработки мёрзлых грунтов ударной нагрузкой

.* 1.3. Направления исследований разработки мёрзлых грунтов

ударной нагрузкой

1.4. Выводы и задачи исследований

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА

2.1. Выбор параметров ударного узла

2.2. Обоснование типа воздухораспределительного устройства

2.3. Тип навески

♦ 2.4. Тип носителя

Выводы
3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА
3.1. Допущения и ограничения
3.2. Расчётная схема и уравнения динамики пневмоударного
механизма
ш 3.3. Энергетические характеристики
3.4. Вибрационные и шумовые характеристики
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Объект исследований. Программное и аппаратное обеспечение
4.2. Установление энергетических характеристик
4.3. Установление вибрационных и шумовых характеристик
4.4. Методика расчёта навесного пневматического молота (инженерная методика - рекомендация)
Выводы

5. НАПРАВЛЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Прогнозирование энергетических параметров пневмоударных механизмов
5.2. Прогнозирование исполнений пневмоударных механизмов
5.3. Прогнозирование навески и носителя
5.4. Основные задачи последующих исследований
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность проблемы. Производство земляных работ в зимнее время при строительстве новых промышленных и гражданских объектов, а также ведение аварийных работ по ремонту подземных коммуникаций требует применения все более совершенного специализированного оборудования для разработки мёрзлых грунтов.
Из всего многообразия разрабатываемых грунтов большие трудности возникают в процессе разрушения мёрзлых грунтов, разработка которых является трудоёмким и малопроизводительным процессом. Стоимость разработки чрезвычайно высока и во много раз превышает стоимость разработки грунтов в летний период, поскольку прочность мёрзлого грунта в десятки раз выше прочности не мёрзлого грунта.
Почти все типы землеройных машин мало используются в зимний период. Если бы были созданы методы и средства, позволяющие осуществлять разработку мёрзлых грунтов с производительностью, близкой к производительности в летних условиях, общий объём земляных работ, выполняемых ежегодно в стране, значительно бы возрос.
Непосредственная эффективность разработки мёрзлого грунта землеройными машинами существующих типов практически невозможна, поэтому для успешной разработки таких грунтов требуется создание новых специальных конструкций машин типа экскаваторов с ковшом активного действия и навесных молотов, среди которых пневматические молоты даже в сравнении с гидравлическими являются предпочтительными.
Данная работа выполнялась по научному направлению гос. per. № 01940009360 Новосибирского государственного архитектурно - строительного университета «Разработка на основе импульсных систем новых и повышение эффективности существующих ручных машин и инструментов, применяемых в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве в условиях Сибири».
что для каждого рабочего органа существует своя определённая толщина разрушаемого слоя, которая при соответствующих грунтовых условиях обеспечивает минимальную энергоемкость. С понижением температуры грунта эта толщина растёт в связи с увеличением хрупких свойств грунта. Д.П. Волков и В.П. Пономарёв установили квадратичную зависимость между работой одного удара и толщиной разрушаемого слоя мёрзлого грунта [33]. Скалывание мерзлого грунта при толщине слоя меньшей, чем оптимальная, ведёт к значительному увеличению удельной энергоёмкости за счет затрат излишней работы. P.A. Иванов, А.И. Федулов рекомендуют толщину слоя рыхления за один проход выбирать равной рабочей длине инструмента [27]. Как показали экспериментальные исследования, проведенные В.А. Черкашиным, оптимальная толщина разрушаемого слоя зависит и от количества одновременно работающих клиньев [50]. Так, при одном клине шириной 10 см эта толщина составляет 17 см, при двух клиньях и расстоянии между ними 10 см она равна 28 см, а при расстоянии между клиньями 30 см оптимальная толщина слоя доходит до 50 см, то есть заметна явная тенденция увеличения её с ростом расстояния между работающими зубьями.
Расстояние между зубьями влияет на форму сколотого объёма грунта. При увеличении этого расстояния между клиньями образуется гребень несколотого грунта, а затем взаимное влияние двух одновременно работающих инструментов прекращается. По данным С.С. Музгина, при работе ударных зубьев на суглинке с влажностью 18-19 % и расстоянии между ними 15-20 см оставались гребни, удаление которых требовало тяговых усилий до 50-70 кН [22]. При уменьшении расстояния между рабочими органами до 10-12 см гребни исчезали. А.Н. Зеленин объясняет исчезновение гребней тем, что при небольшом расстоянии между зубьями трещина скола проходит между ними [21, 37]. Удельная энергоёмкость скола уменьшается в результате взаимного влияния соседних рабочих органов при оптимальном расстоянии между ними, в связи, с чем он рекомендует расстановку активных