Разработка методики расчета дискофрезерных рабочих органов ледорезных машин и выбор их основных конструктивных параметров

• Автор: Романов, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 280 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Развитие и особенности конструкций ледорезной техники

1.1.1. Способы разрушения ледяного покрова

1.1.2. Развитие конструкций и типов ледофрезерных машин

1.1.3. Особенности использования ЛРМ с ДФРО для решения технических задач, связанных с прорезанием ледяного покрова

1.2. Ледяной покров в регионах РФ

1.2.1. Основные физико-механические свойства льда

1.2.2. Распределение толщины ледяного покрова по регионам РФ

1.2.3. Условия безопасной эксплуатации ЛРМ на ледяном покрове

1.3. Теоретические и экспериментальные исследования

в области резания льда

1.3.1. Развитие математических моделей процесса резания льда
1.3.2. Экспериментальные исследования по определению
характеристик резания льда
1.4. Цели и задачи работы
1.4.1. Формирование цели работы
1.4.2. Задачи экспериментальных исследований
1.4.3. Направления и задачи теоретического исследования
1.5. Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЛЬДА
2.1. Предварительные опыты по определению эталонной силы резания натурного льда
2.1.1. Прибор для определения эталонной силы резания в натурных условиях
2.1.2. Методика проведения опытов и обработки результатов
2.1.3. Результаты натурных исследований

2.2. Разработка плана многофакторного эксперимента
2.2.1. Выбор методики планирования и обработки результатов стендовых экспериментов
2.2.2. Выбор регрессионной модели усилия резания и разработка плана экспериментов для определения ее коэффициентов
2.3. Проведение экспериментов и обработка результатов опытов
2.3.1. Стенд и оборудование для проведения опытов
2.3.2. Проведение экспериментов и предварительная обработка результатов
2.4. Получение регрессионной и функциональной моделей усилия резания
2.4.1. Анализ результатов экспериментов
2.4.2. Функциональная модель усилия резания при блокированном резании
2.5. Экспериментальное исследование влияния видов блокированное резания
2.5.1. Исследование переходных видов резания
2.5.2. Расчет силы резания при срезании стружки сложного сечения
2.6. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ДИСКОВОЙ ФРЕЗЫ С ЛЕДЯНЫМ ПОКРОВОМ
3.1. Математическая модель нагрузочных характеристик рабочего органа
3.1.1. Конструктивные параметры дискофрезерного рабочего органа
с цевочным зацеплением
3.1.2. Особенности геометрии и кинематики взаимодействия со льдом
3.1.3. Формирование исходных зависимостей численной модели нагрузочных характеристик рабочего органа
3.2. Разработка алгоритма и численная реализация схемы вычисления нагрузочных характеристик
3.2.1. Разработка алгоритма расчета и программных модулей
3.2.2. Формирование функциональных связей нагрузочных характеристик
и их аргументов - параметров рабочего органа и внешней среды
3.2.3. Тестирование программных модулей и анализ предварительных результатов
3.3. Анализ влияния конструктивных параметров на характеристики
силового взаимодействия
3.4. Выводы
4. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕДОРЕЗНОЙ МАШИНЫ С ДИСКОФРЕЗЕРНЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
4.1. Анализ природно-географической среды в районе работы ЛРМ
4.1 Л. Климатические и природные особенности района прокладки
кабельных линий на оз. Байкал
4.1.2. Исследование динамики изменения толщины ледяного покрова
и ее связи с суточной и сезонной температурой
4.1.3. Особенности работы ЛРМ в составе кабелеукладочного комплекса
4.2. Конструктивные и технологические параметры ЛРМ, определяемые требованиями проведения операций по укладке кабеля с ледяного покрова
4.2.1. Параметры процесса укладки, определяющие требования к ЛРМ
в составе кабелеукладочного комплекса
4.2.2. Выбор характеристик базового трактора
4.2.3. Выбор основных параметров ДФРО, соответствующих технологической задаче и природно-климатическим условиям
4.3. Выбор основных конструктивных параметров ДФРО
4.3.1. Параметры зацепления цевочной передачи и их связь
с параметрами резца
4.3.2. Нагрузочные характеристики ДФРО
4.4. Выводы
5. ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ НА НАТУРНОМ ОБРАЗЦЕ ЛЕДОРЕЗНОЙ МАШИНЫ ФАРКС
5.1. Конструкция и особенности ЛРМ ФАРКС-140, подготовка машины к проведению натурных экспериментов
5.1.1. Конструкция ЛРМ ФАРКС
5.1.2. Подготовка системы измерений силовых характеристик процесса прокладки во льду прорези
5.2. Проведение натурных экспериментальных исследований нагрузочных характеристик дискофрезерного рабочего органа
5.2.1. Условия и ход проведения натурных экспериментов
5.2.2. Результаты наблюдений за качественной картиной работы ЛРМ при резании ледяного покрова
5.3. Результаты инструментального исследования нагрузочных характеристик
5.3.1. Обработка результатов измерений
5.3.2. Анализ результатов эксперимента и сопоставление
с теоретическими данными

Рис. 1.21. Кинематическая схема стенда КИСИ для изучения резания
мерзлых фунтов и льда:
1 - направляющие; 2 - электродвигатель; 3 - клиноременная передача; 4 - ходовой винт; 5 -гайка; 6 - динамометрическая тележка; 7 - кулачковая муфта; 8 - маховик ручного привода; 9 - концевые выключатели; 10 - опорные катки; 11 - направляющие; 12 - ходовой винт; 13 -рукоятка; 14 - суппорт; 15,17 - тензометрические балочки; 16 - серьга; 18 - хомуты; 19 -резцедержатель; 20 - резец.
Рис. 1.22. Внешний вид стенда КИСИ