Развитие теории дроссельных пневмоударных механизмов с наддувом навесных молотов для разработки мерзлых грунтов

• Автор: Кутумов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 434 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И СОЗДАНИЯ НАВЕСНЫХ МОЛОТОВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

1.1. Свойства мерзлых грунтов и технологии их разрушения

1.2. Машины для разработки мерзлых грунтов ударной нагрузкой

1.3. Направления исследований разработки мерзлых грунтов

ударной нагрузкой

1.4. Выводы и задачи исследований

2. КЛАССИФИКАЦИЯ, АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ПНЕВМОУДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ

2.1. Классификация пневматических механизмов машин ударного действия

2.2. Классификация структур машины и признаков пневмоударного механизма
2.3. Анализ и синтез пневмоударных механизмов
2.4. Классификация признаков трубки пневмоударного механизма
Выводы по главе
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА МОЛОТА
3.1. Тип и параметры ударного узла молота
3.2. Тип воздухораспределительного устройства пневмоударного механизма
3.3. Тип навески молота
3.4. Тип шасси молота
Выводы по главе
4. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА МОЛОТА
4.1. Допущения и ограничения при физико-математическом описании модели пневмоударного механизма
4.2. Физико-математическая модель и описание баро- и термодинамики пневмоударного механизма
4.2.1. Физико-математическая модель пневмоударного механизма
4.2.2. Баро- и термодинамические параметры средств стабилизации энергоносителя пневмоударного механизма
4.2.3. Баро- и термодинамические уравнения дроссельного пневмоударного механизма с наддувом
4.3. Расчетная схема, уравнения динамики и оценочные критерии
рабочего процесса пневмоударного механизма
Выводы по главе
5. ВЗАИМОЗАВИСИМОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ,
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И БАРО- И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА МОЛОТА
5.1. Взаимозависимости между энергетическими и геометрическими параметрами
5.2. Взаимозависимости параметров давления и температуры воздуха в камерах наддува
5.3. Параметры удельной теплоемкости, расхода воздуха и показателя процесса в камерах наддува
5.4. Параметры удельной энтропии воздуха в камерах наддува
5.5. Параметры удельной энтальпии воздуха в камерах наддува..
Выводы по главе
6. ВЗАИМОЗАВИСИМОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
И ВИБРАЦИОННО-СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ
ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА МОЛОТА
6.1. Влияние формы силовой диаграммы пневмоударного механизма на
его вибрационные и силовые характеристики
6.2. Влияние геометрических очертаний силовой диаграммы на вибрационные и силовые характеристики пневмоударного механизма
6.3. Влияние коэффициента отскока и длительности холостого и рабочего ходов ударника на вибрационные и силовые характеристики пневмоударного механизма
6.4. Изменение вибрационных и силовых характеристик пневмоударного механизма в зависимости от структуры его мощности
6.5. Вибрационные и силовые характеристики модели пневматического
молота
Выводы по главе
7. ВЗАИМОЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ ШУМОИЗЛУЧЕНИЯ
ПНЕВМОУДАРНОГО МЕХАНИЗМА МОЛОТА
7.1. Общие сведения о моделях шумоизлучения и шумоподавления
7.2. Модель шумоизлучения рабочих камер дроссельного пневмоударного механизма
7.3. Влияние формы диаграммы давления воздуха в рабочей камере
пневмоударного механизма на его шумовые характеристики
Выводы по главе
8. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
МОЛОТА И РАЗРАБОТКА ТИПОРАЗМЕРНОГО РЯДА
8.1. Объект исследований. Программное и аппаратное обеспечение.
8.2. Установление энергетических характеристик
8.3. Установление вибрационных и шумовых характеристик
8.4. Методика расчета пневмоударного механизма

ны устанавливаются гидравлические опоры. Разрушение грунта производится ударами трехклиновой гребенки весом 30 кН, сбрасываемой с высоты до 5,5 м с частотой два удара в минуту. Рыхление грунта может производиться на глубину до 1,5 м. В отличие от рыхлителей на тракторах, при работе данной конструкции оператор имеет возможность наблюдать за процессом взаимодействия рабочего органа с грунтом с рабочего места.
Имеют применение также прицепные рыхлители. Направляющая рама у них с помощью раскосов монтируется на сварной раме с полозьями. Последняя прицепляется к трактору через амортизирующее устройство. Клин-молот поднимается тракторной лебедкой. Металлоконструкция прицепных рыхлителей может быть выполнена более массивной и прочной. Кроме того, базовый трактор практически разгружается от действия больших динамических нагрузок и веса оборудования. Недостатком прицепных рыхлителей является уменьшение маневренности машины, что вызывает некоторое снижение производительности.
Среди зарубежных следует отметить ударный рыхлитель мерзлых грунтов фирмы «Mash Excavating» США [37]. В качестве рабочего органа применено зубило, легко монтируемое на стрелах пневмоколесных экскаваторов с ковшом емкостью 0,29, 0,38 и 0,57 м3 . Оборудование работает следующим образом. При помощи каната одного из барабанов подъемной лебедки рабочий орган (зубило) вместе со стрелой поднимается до заданной высоты. При этом канат другого барабана, прикрепляемый к рабочему органу, оставаясь в натянутом положении, препятствует положению рабочего органа вокруг оси в верхней части стрелы экскаватора. Этим же канатом можно менять угол наклона рабочего органа к поверхности земли. После достижения заданной высоты барабан растормаживают, и рабочий орган со стрелой падает вниз, одновременно поворачиваясь вокруг пяты стрелы.
По сообщению фирмы, эта машина за смену разрабатывает от 148 до 740 м3 поверхности грунта с глубиной промерзания до 1,5 м.