Развитие научных основ взаимодействия контактной поверхности рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами

• Автор: Кузнецова, Виктория Николаевна
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 259 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ существующих теорий процесса разработки

грунтов землер ойными машинами

1.2. Проблемы разработки мёрзлых грунтов

1.3. Выводы по обзору, направление дальнейших

исследований

1.4. Постановка цели и задач исследований (актуальность, проблема, объект, предмет, гипотеза, идея, цель, задачи, научная новизна, практическая
ценность)
2. РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ С ГРУНТОМ В ТРЕХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
2.1. Методология исследования процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с
грунтом в трехмерном пространстве
2.1.1 Логико-структурная схема исследования с позиций системного подхода
2.1.2. Анализ использования рабочих органов землеройных машин различной конфигурации при
разработке мерзлых грунтов
2.2. Математическое описание реологической модели
мерзлых грунтов
2.2.1. Физико-механические свойства мерзлых
грунтов

2.2.2. Обоснование выбора реологической модели
мерзлого грунта
2.3. Описание математической модели взаимодействия
рабочего органа с мерзлым грунтом
2.4. Установление закономерности распределения
давлений по ширине рабочего органа
2.5. Определение глобального максимума функции распределения давлений по длине рабочего органа
2.6. Установление закономерности распределения
давлений по длине рабочего органа
2.7. Получение закономерности распределения давления грунта по поверхности рабочего органа
в трехмерном пространстве
Выводы по главе
3. АДАПТАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ С МЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ К РЕАЛЬНЫМ ПРОЦЕССАМ РАЗРАБОТКИ ГРУНТОВ
3.1. Построение эпюры распределения напряжений по длине рабочего органа на основе экспериментальных
данных
3.2. Определение значений коэффициентов, входящих
в математическую модель
3.3. Определение максимального разрушающего усилия и опасного сечения на зубе ковша
экскаватора
3.4. Анализ пространственной эпюры взаимодействия
рабочего органа землеройной машины с грунтом

Выводы по главе
4.0ПТИМИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ
РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ
4.1. Определение и анализ конфигурации оптимального продольного профиля лобовой поверхности рабочего
органа
4.1.1. Определение конфигурации оптимального
продольного профиля рабочего органа
4.1.2. Аналитическое решение задачи об оптимальной форме продольного профиля лобовой поверхности
рабочего органа
4.2. Определение и анализ конфигурации оптимальной
лобовой поверхности рабочего органа
4.3. Определение и анализ конфигурации оптимального поперечного сечения лобовой поверхности рабочего
органа
Выводы по главе
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ
ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Порядок проведения испытаний
5.2. Анализ результатов испытаний
5.2.1. Оценка изменения величины износа и
коэффициента затупления
5.2.2. Определение удельной энергоемкости процесса
разработки мерзлого грунта
5.3. Расчет дохода эксплуатационного предприятия при
использовании модернизированных наконечников
5.3.1. Расчет цены наконечника

наилучшие результаты как при заглублении, так и при установившимся процессе рыхления.
5. характер изменения нагрузки. Установлено, что при рыхлении мёрзлых грунтов нагрузка на зуб носит переменный изменяющийся характер. Изменение нагрузки составляет в среднем ± 5... 8 кН, а частота изменения
4...5 с'1.
6. температура окружающей среды. Снижение температуры от +20 до -10° С приводит к увеличению скорости изнашивания в 1,7... 1,8 раза, а при снижении температур до — 40° С - в 2..3,5 раза.
В работе [173] автор предлагает использовать следующую формулу для расчёта величины износа коронок зубьев рыхлителей:'
у = А-Р-КРоКуро/-*рКу{Кабр/Кизн)кшКу, (1.19)
где А - коэффициент пропорциональности, (МПа) Р — давление на рабочей поверхности зуба, МПа; КРо - коэффициент, учитывающий влияние изменения давления; Кур0 - коэффициент, учитывающий влияние частоты изменения давления; / - коэффициент трения; 5 - путь трения зуба за 1 моточас; 1Р -продолжительность рыхления за 1 моточас; Ку — коэффициент, учитывающий затупление зуба; Кабр - коэффициент абразивности грунта; Кит - коэффициент износостойкости; К,2о - коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды; Ку— коэффициент, учитывающий влияние скорости движения.
Использование данной формулы для оценки процесса изнашивания рабочего органа крайне затруднительно, так как разброс данных по коэффициентам приводит к существенно отличающимся друг от друга результатам.
При разработке грунтов землеройными и землеройно-транспортными машинами эффективность их работы существенным образом зависит от состояния рабочих органов. Оно определяется величиной затупления последних.