Обоснование оптимальных параметров винтовых анкеров и редуктора привода вращения

• Автор: Лебедев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 206 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований

1.1. Обзор и анализ машин и оборудования для завинчивания винтовых анкеров в грунт

1.2. Обзор применения винтовых анкеров в строительстве и строительных машинах

1.3. Обзор и анализ конструкций винтовых анкеров

1.4. Обзор и анализ исследований процессов взаимодействия винтовых анкеров с грунтом

1.5. Выводы по главе. Цель и задачи исследований

2. Оптимизация параметров винтовых анкеров

2.1. Теоретические исследования процессов взаимодействия винтового анкера с грунтом
2.1.1. Определение сопротивлений завинчиванию винтового анкера в
грунт
2.1.2. Обоснование условий завинчивания винтового анкера в грунт
2.1.3. Определение предельной выдергивающей силы при осевом
нагружении анкера
2.2. Методика определения оптимальных параметров винтовых анкеров
2.2.1. Целевая функция оптимального проектирования винтовых анкеров
2.2.2. Анализ ограничений и выбор варьируемых параметров
2.2.3. Выбор метода оптимизации
2.2.4. Алгоритм определения оптимальных параметров винтовых анкеров
2.3. Выводы по главе
3. Обоснование оптимальных параметров редуктора привода вращения
машин для завинчивания винтовых анкеров в грунт
3.1. Обоснование выбора типа редуктора привода вращения

3.2. Выбор критериев оптимальности и метода оптимизации многоступенчатого планетарного редуктора
3.3. Анализ варьируемых параметров и ограничений, налагаемых на их конфигурации
3.4. Алгоритм определения оптимальных параметров многоступенчатого планетарного редуктора привода вращения
3.5. Выводы по главе
4. Экспериментальные исследования взаимодействия винтового
анкера с грунтом
4.1. Цель и задачи экспериментальных исследований
4.2. Оборудование и методика экспериментальных исследований
4.3. Результаты экспериментальных исследований
4.4. Выводы по главе
Заключение
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ

Винтовые анкеры в последние годы находят широкое применение для закрепления оттяжек опор линий электропередачи и радиомачт, закрепления грунтовых откосов, подпорных стенок, а также для монтажных работ и для стабилизации строительных машин на время выполнения технологических операций. Общим недостатком, сдерживающим расширение области применения винтовых анкеров, являются большие крутящие моменты завинчивания их в грунт, а следовательно, высокая энергоемкость данных процессов.
Также можно отметить отсутствие отечественных малогабаритных машин малой и средней мощности, использование которых целесообразно для завинчивания небольших винтовых анкеров, а также для работ в стесненных условиях. Эффективным решением данной проблемы является оснащение базовых машин легким и малогабаритным навесным оборудованием для завинчивания анкеров. Кроме того, современные строительные машины могут быть оснащены оборудованием для экспресс-анализа несущей способности винтовых анкеров сразу после погружения.
Поскольку винтовые анкеры имеют сравнительно низкие скорости завинчивания в грунт, механизмы завинчивания требуют применения редукторов с очень большими передаточными отношениями. При этом к навесным механизмам завинчивания предъявляются требования малых габаритов и массы при высоком к.п.д. В этом случае весьма эффективным решением является применение многоступенчатых планетарных редукторов, но при проектировании таких редукторов возникает многовариантная задача выбора числа ступеней, распределения общего передаточного отношения между ступенями и выбора параметров каждой ступени с учетом указанных выше критериев, которая может быть наилучшим образом решена только методами многокритериальной оптимизации.
В связи с вышесказанным актуальными являются задачи исследования на оптимальность параметров винтовых анкеров и редукторов приводов вращения,

Рис. 1.27. Канатно-рычажная установка КРУ-600:1 — опорные балки; 2 - рама; 3 — загрузочный рычаг; 4 - грузовой сегмент; 5 - штанга; 6 - винтовые анкерные сваи; 7 - штамп
В установке КРУ-600 давление на штамп передается с помощью груза, подвешенного на рычаге штанги. Максимальное усилие на штамп составляет 360 кН. Реактивное усилие воспринимается винтовыми анкерными сваями.
Для стабилизации строительных машин во ВНИИСТ была разработана специальная конструкция винтовой якорной опоры, в полной мере отвечающей как требованиям надежности, так и требованиям, связанным с условиями ее размещения и крепления на раме машины (рис. 1.28) [66; 124].
Рис. 1.28. Винтовая якорная опора: 1 - рама машины; 2 - гидроцилиндр;
3 - рычаг управления; 4 - стопорное устройство; 5 - упорный подшипник; 6 - винт; 7 - поршень; 8 - пустотелый шток; 9 - сменный винтовой наконечник