Обоснование рациональных параметров скреперов с интенсификатором загрузки типа промежуточной подгребающей стенки

• Автор: Чебан, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Введение и общая характеристика работы

1. Анализ современных тенденций совершенствования скреперов

1.1. Общие тенденции в развитии скреперов

1.2. Классификация и анализ интенсификаторов загрузки ковшей скреперов

1.3. Обзор существующих методов определения усилий заполнения

ковшей скреперов с помощью промежуточных стенок

1.4. Анализ исследований процесса разгрузки ковшей скреперов

Выводы и задачи исследований

2. Теоретическое исследование работы скрепера с промежуточной подгребающей стенкой (Ш 1C)

2.1. Обоснование основных параметров скреперов оборудованных ППС

2.2. Сопротивление передвижению задней стенки при разгрузке удлиненного ковша скрепера
2.3. Длина ковша из условия разгрузки грунта
2.4. Корректировка сопротивления разгрузки ковша
2.5. Сопротивление передвижению промежуточной подгребающей
стенки при загрузке ковша скрепера
2.6. Метод расчета гидромеханизма перемещения ППС
2.7. Заполнение ковша скрепера на заключительной стадии копания
Выводы
3. Экспериментальные исследования процесса разгрузки
удлиненного ковша скрепера
3.1. Задачи экспериментальных исследований и измеряемые параметры
3.2. Экспериментальная установка по разгрузке моделей удлиненных ковшей
3.3. Методика экспериментальных исследований
3.4. Результаты исследований процесса разгрузки ковша скрепера
Выводы
4. Экспериментальные исследования процесса загрузки удлиненного
ковша скрепера с помощью промежуточной подгребающей стенки

4.1. Задачи экспериментальных исследований и измеряемые параметры
4.2. Экспериментальные установки по загрузке моделей удлиненных
ковшей скреперов, оборудованных промежуточной подгребающей стенкой
4.3. Методика экспериментальных исследований
4.4. Результаты исследований процесса загрузки ковша скрепера
Выводы
5 Технико-экономические показатели скреперов, оборудованных
промежуточными подгребающими стенками
5.1. Показатели скреперов с ППС и гидроаккумуляторами в сравнении
со скреперами с ППС без гидроаккумуляторов
5.2. Сравнение различных моделей скреперов и комплектов машин
по производительности и себестоимости работ
5.3. Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта
по модернизации скреперов
5.4. Экономический эффект от внедрения технологии производства земляных работ с применением модернизированных скреперов
ДЗ-107М с удлиненным ковшом и ППС
Выводы
Общие выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ В дорожном, мелиоративном, гидротехническом строительстве, а также в горнодобывающей промышленности наибольшее распространение во всем мире нашли большегрузные самоходные и полуприцепные скреперы. Применение энергонасыщенных колесных тягачей позволяет достигать высокой мобильности и производительности скреперных агрегатов. Однако, наряду с высокой эффективностью, простотой конструкции и надежностью скреперов, заполняющихся за счет тягового усилия, возникает необходимость в использовании трактора-толкача при наборе грунта. Кроме того, загрузка малосвязных грунтов с коэффициентом наполнения более единицы невозможна даже с помощью толкачей. В связи с этим увеличивается себестоимость разработки грунта, появляется зависимость технологического процесса от толкача и невозможность автономного использования скрепера. Последние 20...30 лет характеризуются поисками эффективных интенсификаторов загрузки скреперных ковшей, к которым прежде всего следует отнести шнековые и скребковые элеваторы, роторные метатели, активные заслонки, промежуточные подгребающие стенки и т.п. Интенсификаторы типа скребковых и шнековых элеваторов нашли применение в практике скреперостроения, однако имеют существенные недостатки. У скреперов с элеваторной загрузкой затруднена работа на тяжелых грунтах и грунтах содержащих крупнообломочные включения. Кроме того, эти интенсификаторы занимают значительный объем внутри ковша и требуют дополнительных устройств для обеспечения удовлетворительной разгрузки. Различного рода роторные метатели, предлагаемые рядом авторов, не нашли практического применения из-за низкой их способности к работе на влажных, липких грунтах и тем более с каменистыми включениями. Интенсификаторы типа секционных барабанов, активных днищ, гребковых роторов, активных заслонок и т.д. также не находят внедрения в практике скреперостроения из-за громоздкости, сложности и трудоемкости конструктивного исполнения. Перспективной тенденцией является внедрение интенсификаторов типа промежуточных подгребающих стенок, которые занимают незначительный полезный объем ковша, могут работать с грунтами, содержащими крупнообломочные включения, не препятствуют процессу разгрузки грунта из ковиз условия равенства пассивного отпора Fnac силам, действующим на заднюю стенку со стороны грунта в ковше. Удельные давления и напряжения имеют одинаковую размерность и физическую сущность. Поскольку принято, что напряжения характеризуют деформации внутри тел (грунтов), то напряжения действующие со стороны грунта на заднюю, боковые стенки и днище ковша, в дальнейшем будем называть удельными давлениями.
Дополнительное (распорное) напряжение вдоль оси X равно
а'х = ор cos s, (2.63)
где ар - результирующее напряжение от дополнительных напряжений. Результирующее напряжение сг выразим через нормальное напряжение
по поверхности сдвига aN : ар - Преобразуем уравнение (2.63) с учетом зависимостей (2.47) и (2.64)
сг'х = crN cos s [ros-(^ - arcsin{Bj2RJ\ ~1. (2.65)
Дополнительное (распорное) удельное давление вдоль оси У
сг'у - cr'xtgs - Удельное давление в грунте в нижней части ковша в направлении оси У от силы тяжести грунта с учетом коэффициента бокового давления
а у = yHtgs. (2.67)
Сопротивление трения грунта по боковой стенке ковша
FmpS = iN1 + М2)н, (2.68)
где N1 - давление на боковую стенку со стороны грунта призмы выпирания
от дополнительных (распорных) удельных давлений; N2- давление на боковую стенку со стороны грунта призмы выпирания от силы тяжести грунта; Uj - коэффициент трения грунта по стали.
Давление на стенку N1 равно