Повышение эффективности эксплуатации рыхлительных агрегатов при разработке мерзлых грунтов биметаллическими наконечниками

• Автор: Мартюков, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности разработки мерзлых грунтов рыхлителями

1.2 Закономерности изнашивания наконечников

1.3 Анализ существующих теорий рыхления грунтов

1.4 Анализ, обоснование и выбор критериев эффективности

1.5 Выводы, цель и задачи исследования

2 МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика теоретических исследований

2.2 Методика экспериментальных исследований

2.3 Описание экспериментальной установки

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЫХЛИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ С БИМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ НАКОНЕЧНИКАМИ
3.1 Определение силы сопротивления рыхлению мерзлых грунтов
биметаллическими наконечниками
3.2. Экспериментальное определение значений коэффициентов
внешнего трения материала износостойкой пластины
3.3 Исследования влияния технологических параметров процесса рыхления на производительность рыхлительного агрегата
3.4 Исследования влияния температуры мерзлых грунтов на производительность рыхлительного агрегата
3.5 Оценка адекватности теоретических исследований
рабочего процесса рыхлительного агрегата
3.6 Выводы по главе
4 РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ
4.1 Рекомендации по использованию биметаллических наконечников при рыхлении мерзлых грунтов
4.2 Технико-экономическая эффективность использования биметаллических наконечников
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Результаты теоретических исследований влияния параметров рыхления и температуры грунта на эффективность
эксплуатации рыхлительного агрегата Т 11.01Я
Приложение 2. Листинги программ
Приложение 3. Акты

Актуальность работы. Более 90 % территории России занято грунтами вечномёрзлыми либо грунтами сезонного промерзания. Большая часть земляных работ, выполняемых при строительстве, связана с разработкой таких грунтов, ежегодный объем которых составляет до 15-20 % от общего объёма.
Обустройство нефтегазовых месторождений на территории Западной Сибири и строительство нефтегазопроводов ведётся в основном в зимнее время ввиду высокой заболоченности местности. Рост объемов строительства в районах Севера с особой остротой выдвигает задачи повышения темпов разработки мёрзлых грунтов механическим способом. Одним из основных видов машин, осуществляющих разработку прочных грунтов являются рыхлители на базе гусеничных тракторов, рабочий процесс которых характеризуется наименьшей энергоемкостью процесса разрушения грунта, по сравнению с другими методами. Однако, как показала практика разработки мерзлых грунтов при равных энергетических затратах, можно получить различные производительности рыхлителей. Эффективность эксплуатации рыхлитель-ных агрегатов в значительной степени определяется степенью затупления рабочего органа рыхлителя и технологическими параметрами процесса рыхления (глубина и ширина рыхления, рабочая скорость машины). В настоящее время широкое применение получили рыхлители с биметаллическими наконечниками, которые позволяют эффективно осуществлять разрушение мерзлых грунтов благодаря эффекту самозатачивания. Тем не менее, обоснованное использование технологических параметров рыхления способствует повышению производительности машины и снижению энергозатрат.
В связи с этим, тема диссертационного исследования, посвященная повышению эффективности использования рыхлителей оснащенных биметаллическими наконечниками, является актуальной.
Цель работы: оптимизация технологических параметров рыхления мерзлых грунтов биметаллическими наконечниками.

грунтов биметаллическим наконечником на износостойкой пластиной образуется небольшая площадка износа. Изнашивание корпуса наконечника происходит параллельно плоскости резания. Таким образом, затупление наконечника в целом незначительно.
Рис. 3.2 - Схема изнашивания биметаллического наконечника
Но при этом на площадку износа со стороны грунта действует реакция отпора, создающая дополнительное сопротивление рыхлению.
В работе /51/ для определения сопротивления резания мерзлых грунтов резцами траншейного экскаватора, используется формула, которая позволяет учесть особенности затупления биметаллических резцов рабочих органов траншейных экскаваторов:
=Р2о+Ц*Ч[А3-Су+А6-Сх]; (3-2)
где р- коэффициент сопротивления перемещения площадок износа в направлении движения резания; я- давления грунта на площадки износа; А3, Аб - площади поверхностей износа армирующей пластины по задней и боковым граням; Су, Сх - коэффициенты, учитывающие условия резания грунта.
ц^Р+О, (3.3)
где Р- угол площадки износа пластины; {- угол внешнего трения грунта.
Осмотр наконечников на базе ССУ ОАО «Нижневартовскспецстрой», используемых для рыхления мерзлых грунтов (рис. 3.3) показал, что характер