Теория и практика совершенствования рабочих органов для разрушения мерзлых грунтов

• Автор: Никифоров, Юрий Петрович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 213 с. : ил.

1. Особенности поведения мерзлых грунтов при их разрушении
1.1. Общая характеристика мерзлых грунтов
1.2. Характеристика рабочих органов, воздействующих на грунт
1.3. Характеристика процесса взаимодействия рабочего органа с
грунтом
Выводы
2. Особенности хрупкого разрушения и классификация мерзлых
грунтов по характеру их разрушения
2.1. Характеристики хрупкого разрушения
2.2. Выбор и обоснование базового показателя хрупкого разрушения
2.3. Экспериментальное определение показателя хрупкости для мерзлых грунтов
2.4. Влияние свойств мерзлого грунта на показатель хрупкости «т»
2.5. Экспресс-методы определения показателя хрупкости «ш»
Выводы
3. Основы теории воздействия рабочего органа на хрупко разрушаемое
тело
3.1. Исследование напряжений вблизи трещины
3.2. Исследование напряжений на контакте рабочий орган - мерзлый
грунт
3.3. Определение коэффициентов интенсивности напряжений
3.4. Критерий разрушения
3.5. Исследование направления разрушения при резании
3.6. Расчет разрушающей нагрузки и угла поворота трещины
3.7. Влияние угла резания
Выводы
4. Теоретическое исследование параметров резания при хрупком разрушении
4.1. Определение длины контакта рабочего органа при резании хрупких грунтов
4.2. Средние контактные напряжения
4.3. Составляющие резания
Выводы
5. Экспериментальное исследование процесса резания мерзлых грунтов
5.1. Методика исследования контактных давлений
5.2. Контактные давления на составном ноже
5.3. Влияние факторов резания на распределение контактных давлений
5.4. Исследование сопротивления хрупкого разрушения при резании
5.5. Характер разрушения и среднее удельное сопротивление резанию
Выводы
6. Оптимизация параметров резания
6.1. Принципы оптимизации
6.2. Выбор оптимальных режимов
6.3. Определение режимов работы действующих машин
Выводы
7. Совершенствование рабочих органов для рыхления мерзлых
грунтов
7.1. Основные параметры и режимы машин для разработки мерзлых
грунтов рыхлением
7.2. Навесной рыхлитель с регулируемым углом установки наконечника
7.3. Рабочее оборудование рыхлителя с регулируемым межосевым расстоянием рыхлящих зубьев
7.4. Рыхлитель с дополнительным, управляемым рыхлящим зубом
7.5. Навесной дисковый рыхлитель
7.6. Многоярусный рыхлитель
7.7. Рыхлящий орган глубокого рыхления
7.8. Рабочий орган рыхлителя с основной постоянной и регулируемой по высоте стойками
7.9. Рыхлящий рабочий орган на базе одноковшового экскаватора
7.10. Совершенствование конструкций наконечников рабочего органа
рыхлителя
Выводы
8. Совершенствование ножевых и ковшевых рабочих органов для разработки мерзлых грунтов
8.1. Особенности работы ножевых и ковшевых рабочих органов
8.2. Ножевой рабочий орган с рыхлящими зубьями
8.3. Ковшевые рабочие органы
8.4. Оценка эффективности предложенных рабочих органов по разработке
мерзлых грунтов
Выводы
Общие выводы
Заключение
Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования
Современная землеройная техника представлена большим количеством землеройных машин, рабочие органы которых в процессе работы активно взаимодействуют с грунтом. Развитие землеройной техники, которая шагнула далеко вперед в сравнении с 40-50-ми годами, теснейшим образом связано с научно-техническим прогрессом в области исследований процессов взаимодействия рабочих органов с грунтом и технологии разработки грунтовых масс. Огромный вклад в создание современной землеройной техники и основ теории резания и копания грунта внесли выдающиеся современные ученые: В.П. Горячкин, Ю.А. Ветров, А.О. Спиваковский, Д.П. Волков, Н.Г. Домбровский,
A.Н. Зеленин, Д.И. Федоров, К.А. Артемьев, И.А. Недорезов,
B.И. Баловнев, B.JI. Баладинский, М.И. Гальперин, Л.А. Хмара, A.B. Фролов, A.A. Демин и другие. Идеи и теоретические положения, выдвинутые ими, разрабатываются и развиваются представителями научных школ, созданных этими учеными. При этом наметились следующие основные направления разработки проблемы разрушения грунтов резанием и копанием: чисто эмпирическое, теоретическое и комбинированное. Наиболее перспективным является последнее направление, которое заключается в установлении теоретических связей между процессом резания и копания и комплексом его механических и физических свойств.
Наряду с общим, значительным качественным скачком в области теоретических разработок по созданию физической теории резания грунтов, имеются отдельные недостаточно изученные вопросы, которые не позволяют с полным основанием в настоящее время сказать, что физическая теория резания грунтов создана. Необходимость же ее неоспорима. Как указывалось А.Н. Зелениным, «... создание основ физической теории резания грунтов, базирующейся на физикомеханической сущности процессов резания в различных технологических условиях и на различных грунтах, требует широкой постановки экспериментальных и теоретических исследований. Результатом таких исследований должно быть создание новых, более совершенных типов рабочих органов экскавационных машин и установление наиболее целесообразной технологии резания» [29].
В процессе резания грунтов известны различные типы разрушения с характерными, присущими только данному типу особенностями, которые иногда полностью противоположны друг другу. Следовательно, и в теории разрушения грунтов этим типам разрушения должны

Рис. 21. Зависимость Ьоп, от «т» (нумерация точек соответствует виду грунта, табл. 2.2)
Рис. 22. Зависимость изменения (р =/(д) при рыхлении рабочим органом рыхлителя ДП-9С-1 и резании эталонным резцом 1 - песок среднезернистый, 2 - суглинок + ДП-9С-1 • эталонный резец