Математичні моделі процесу розвантаження ґрунту з ковша скрепера

L. A. Khmara, M. A. Spilnik

Анотація


Постановка проблеми. Сучасне машинобудування направлене на створення енергоефективних машин для виконання різних робіт. Основні напрямки розвитку це: зниження енергозатрат на розроблення ґрунту; збільшення продуктивності; підвищення довговічності та надійності; розширення технологічних можливостей тощо. Традиційні способи розрахунку сил, які діють під час розвантаження ковша скрепера, не дають можливості описати процес повністю, а лише дозволяють розрахувати максимальне зусилля, потрібне для розвантаження. Тому зусилля, які виникають у процесі розвантаження, невідомі. Аналіз публікацій. Аналізуючи конструкційні особливості вдосконалення ковша скрепера, слід відзначити тенденцію, спрямовану на підвищення ефективності заповнення ковша. При цьому не розглядається проблема розвантаження ґрунту з ковша скрепера, яка також вимагає додаткових енерговитрат. Підвищення ефективності процесу розвантаження може бути досягнуте за рахунок удосконалення форми елементів ковша, конструкції. Мета статті. Створення нового теоретичного способу розрахунку, який враховує кількість залишкового ґрунту у ковші протягом усього періоду розвантаження. Завдання. Розробити математичну модель процесу розвантаження ковша скрепера. Провести теоретичний аналіз процесу розвантаження ковша скрепера з метою аналітичного визначення діючого опору. Розробити алгоритм для розрахунку визначення опору розвантаження. Висновки.

  1. Для розглянутого ковша скрепера розроблено математичні моделі процесу розвантаження, які враховують силу тертя ґрунту по днищу ковша; силу тертя ґрунту по бічних стінках ковша; силу опору коченню роликів підвісу задньої стінки; силу інерції поступального руху маси ґрунту і задньої стінки під час увімкнення механізму розвантаження ґрунту з ковша скрепера; довжину днища; висоту ковша; щільність набраного ґрунту; кут природного осипання ґрунту і дозволяють розраховувати залежність зміни маси ґрунту від положення задньої стінки відносно довжини днища скрепера, а також зусилля, необхідні для його розвантаження.
  2. Теоретичний розрахунок дозволяє визначати: опір розвантаження для ковша скрепера з напівкруглим днищем; зміну маси ґрунту у ковші від положення задньої стінки відносно довжини днища скрепера для щільності ґрунту 1 600–1 800 кг/м3.
  3. 3. Розроблений алгоритм для розглянутого ковша скрепера дозволяє розрахувати силу опору розвантаження.

Ключові слова


скрепер; задні стінки ковша скрепера; розвантаження; дослідження; математична модель

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bondarenko L. M. Deformatsiyni opori v mashinah [Deformation support in machines]. Dnepropetrovsk, Dnipro – VAL. 2002. 200p. (in Russian).

Dorozhnye mashiny [Road mashines]. Moscow, Mashinostroenie, chast’ I , Mashiny dlya zemlyanykh rabot. 1972. 504p. (in Russian).

Kudryavtsev E. M. Detali mashin. Uchebnik dly astudentov mashinostroitelnykh vuzov [Details of mashines. Manual for students of mashine – building establishment]. Leningrad. Mashinostroenie, 1980. 464 p. (in Russian).

Leschinskiy A. V. Issledovanie prinuditelnogo sposoba razgruzki kovshey skreperov: dis. kand. tehn. nauk:

05.05.04 [Research of forced method of unloading of scraper bucket. Dis., Doc.]. Omsk, SibADI, 1972. 143p. (in Russian).

Pleshkov D. I., Marshak S. F. Samohodnye pnevmokolesnye skrepery i zemlevozy [Pneumatic propelled scrapers and land cart]. Moscow, Mashinostroenie, 1971. 267p. (in Russian).

Targ S. M. Kratkiy kurs tereticheskoy mehaniki . Uchebnik dlya vuzov [Brief course of theoretical mechanics. Manyal for HEE]. Moscow, Vysshaya shkola, 1995. 416 p. (in Russian).

Khmara L. A., Spilnik M. A. Protsess vygruzki grunta iz kovsha skrepera [The process of unloading of soil from scraper bucket]. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferentsii − Proceedings of the Internation- al Scientific and Technical Conference. Novocherkassk, Interstroymeh, 2013, pp. 204–206. (in Russian).

Khmara L. A. Konstruktivnye rezervy povysheniya effektivnosti skreperov [Constructive reserves of increase of efficiency of scrapers]. Intensifikatsiya rabochikh protsessov stroitelnykh mashin, sb. nauch. trudov – Intensification workflow construction machinery, collection of scientific papers. Dnepropetrovsk, PGASA, 1998, no. 4, pp. 51-57. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Бондаренко Л. М. Деформаційні опори в машинах / Л. М. Бондаренко, М. П. Довбня, В. С. Ловейкин ; за ред. В. С. Ловейкина. – Дніпропетровськ : Дніпро–VAL, 2002. – 200 с.

 

Дорожные машины / Т. В. Алексеева, К. А. Артемьев, А. А. Бромберг [и др.]. – Изд. 3-е, перераб. и доп.Москва : Машиностроение, 1972. – Ч. 1 : Машины для земляных работ. – 504 с.

 

Кудрявцев Е. М. Детали машин : [учеб. для студентов машиностроител. вузов] / Е. М. Кудрявцев.Ленинград : Машиностроение, 1980. – 464 с., ил.

 

Лещинский А. В. Исследование принудительного способа разгрузки ковшей скреперов : дис. ... канд. техн. наук : 05.05.04 / А. В. Лещинский. – Омск : СибАДИ, 1972. – 143с.

 

Самоходные пневмоколесные скреперы и землевозы / [Д. И. Плешков, С. Ф. Маршак, Э. Г. Ронинсон и др.]. – Москва : Машиностроение, 1971. – 267 с.: ил.

 

Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики : [учеб. для втузов] / С. М. Тарг. – 11-е изд., испр.– Москва : Высш. шк., 1995. – 416 с.: ил.

 

Хмара  Л. А.  Конструктивные  резервы  повышения  эффективности  скреперов  /  Л. А. Хмара, С. А. Карпушин // Интенсификация рабочих процессов строительных машин : сб. науч. тр. Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры / отв. ред Хмара Л. А. – Днепропетровск, 1998. – Вып. 4 : Машины для земляных работ. – С. 51-57.

 

Хмара Л. А. Процесс выгрузки грунта из ковша скрепера / Л. А. Хмара, М. А. Спильник // Инновации в науке - инновации в образовании : материалы по итогам Международной научно-технической конференции “Интерстроймех-2013”, Новочеркасск, 1-3 октября 2013 г. / Юж.-рос. гос. политехн. ун-т им. М.И. Платова. – Новочеркасск: , 2013. – С. 204-206.