Совершенствование конструкции наконечников зубьев рыхлителей для разработки мерзлых грунтов

• Автор: Зезюлин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Анализ методов разработки мерзлых грунтов

1.2. Проблемы, возникающие при разработке мерзлых грунтов землеройными машинами

1.3. Пути повышения эффективности работы наконечников зубьев рыхлителей

. 1.4. Общая характеристика мерзлых грунтов, подвергающихся разработке рыхлителями

1.5. Характеристика процесса взаимодействия наконечника зуба рыхлителя с грунтом

1.6. Исследование сопротивления мерзлых грунтов различным видам деформаций

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАЗНОУРОВНЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ 51 РАБОЧЕГО ОРГАНА С МЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ.
2.1. Влияние конструкции наконечника зуба рыхлителя на процесс хрупкого разрушения грунта.
2.1.1. Исследование напряженного состояния мерзлого грунта при взаимодействии с наконечником зуба рыхлителя.
2.1.2. Основные типы перемещения трещиш
2.2. Математическая модель процесса взаимодействия мерзлого грунта с разноуровневой поверхности наконечника.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ . :
3. АДАПТАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА С НАКОНЕЧНИКОМ
РЫХЛИТЕЛЯ К РЕАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ

3.1. Экспериментальные исследования сопротивления мерзлых грунтов сжатию, растяжению и сдвигу при воздействии на них различных профилей 67 рабочего органа
3.2. Исследование влияния параметров наконечника рыхлителя на ^ сопротивление мерзлого грунта разрушению при рыхлении
3.3. Энергоемкость процесса рыхления.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ НАКОНЕЧНИКА ЗУБА РЫХЛИТЕЛЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ
МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
4.1. Схема хрупкого разрушения мерзлого грунта 8
4.2. Параметры абразивной поверхности грунта
4.3. Величина и характер износа
4.4. Экспериментальное определение характера взаимодействия кварцевых частиц с материалом рабочего органа.
4.4.1. Выбор типа грунта. Разработка модели мёрзлого грунта
4.4.2. Описание лабораторной установки
4.4.3. Порядок проведения и результаты испытаний
4.5. Экспериментальное определение зон наконечника зуба рыхлителя подвергаемых максимальному изнашиванию
4.5.1. Параметры и методика экспериментальных исследований
4.5.2. Массовый износ наконечника рыхлителя
4.5.3. Линейный износ по рабочим плоскостям наконечника
4.5.4. Линейный износ наконечника по задней поверхности

и боковым граням
4.6. Исследование влияния износа на составляющие усилия рыхления
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫПОЛНЕН!,IX ИССЛЕДОВАНИИ

5.1. Основные направления повышения эффективности работы наконечника

зуба рыхлителя
5.2. Методика определения параметров наконечника зуба рыхлителя

повышенной эффективности
5.2.1. Обоснование выбора материала для защиты (армирования) передней поверхности наконечника.
5.2.2. Обоснование схемы расстановки армирующих элементов и их формы.
5.2.3. Определение геометрических параметров износостойких резцов
5.3. Исследование влияния конструктивных изменений экспериментального наконечника на параметры рыхления.
5.4. Экономическая эффективность использования наконечника
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П 1. Акт испытания опытного образца наконечника
П 2. Акт внедрения опытного образца наконечника '
П 3. Акт внедрения методики определения основных параметров

наконечника зуба рыхлителя повышенной эффективности
П 4. Патент РФ на изобретение
П 5. Программа определения параметров наконечников зубьев рыхлителей

для разработки мерзлых грунтов

Наличие упругой зоны при нагружении хрупко разрушаемого тела и незначительность пластических деформаций в зоне контакта дает основание, с достаточно хорошим приближением, рассматривать задачу о взаимодействии жесткого тела (резца рабочего органа) с грунтом, как статическую задачу о контакте двух тел. Это классический подход всех ученых, создававших теории прочности. На основе опыта и наблюдений вводится гипотеза о преимущественном влиянии того или другого фактора на разрушение материала. В зависимости от сочетания отдельных факторов создавались различные теории прочности. Известно, что плоское напряженное состояние приводится к случаю растяжения-сжатия. При любых деформациях мерзлых грунтов эти напряжения также являются определяющими и с увеличением хрупкости мерзлого грунта проявляются в большей степени.
Разрушение твердого тела почти всегда происходит вследствие развития в нем некоторых поверхностей разрыва смещений. Развитие поверхностей разрыва начинается с несовершенства структуры материала. Это обычно рассматривается в виде начальных дефектов и начальных трещин. Исходя из этого, теория предельного состояния и теория хрупких трещин составляют основу современной механики разрушения.
При анализе процесса резания правомерность и целесообразность применения методов теории упругости зависят от тех конкретных задач, которые ставятся при исследовании, и в первую очередь для решения задачи о распределении контактных давлений на поверхности рабочего органа. Исследование около контактной зоны методами теории упругости в качестве первого приближения вполне оправдано.
Этим самым решается первая стадия процесса, определяются напряжения в теле, находящемся на пределе разрушения, но еще не потерявшего своей структурной сплошности. Для перехода ко второй стадии необходимо решить задачу непосредственного протекания процесса хрупкого разрушения.