ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НА РАБОТНИ ОРГАНИ НА МАШИНИ СЪС ЗЕМЯТА, Наръчник на строителя, Машини за земни работи,
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НА РАБОТНИ ОРГАНИ НА МАШИНИ СЪС ЗЕМЯТА
Процесът на взаимодействие на работния орган на земекопна машина с почвата се влияе значително от физико-механичните свойства на почвата, дизайна, геометричните параметри и режимите на работа на работния орган.
Ориз. 1. Работни органи на земекопни машини: 1 - зъб на рипер; 2-7 - багерни кофи с предни и обратни лопати, драглайн, товарач, планер; 8 - кофа за скрепер; 9 - булдозерно острие
Работните органи на земекопни машини, които механично отделят почвата от масива, могат да бъдат направени под формата на зъб на стойка (фиг. 1, 1) за разхлабване на развитата среда, кофа с определен капацитет с непрекъснат режещ ръб (фиг. 1, 5,7,8) или оборудвани със зъби (фиг. 1; 2,3,4,6), острие (фиг. 1; 9), оборудвано с режещи к ниви в долната част. Работните органи под формата на кофи се наричат кофа, под формата на острие с ножове - дъмп или нож. Работният процес на земекопни машини с кофа и нови работни органи се състои от последователно извършвани операции по отделяне на почвата от масива, нейното движение (транспортиране) и разтоварване. Работните органи отделят почвата от масива чрез изрязване и изкопаване. Рязане - процесът на отделяне на почвата от масива чрез режещата част на работния орган. Копаене - съвкупност от процеси, включващи разрязване на почвата, придвижване на отрязаната почва по работния орган и пред него под формата на влачеща призма, а при някои машини и преместване на почвата вътре в работния орган. Устойчивост на почвата при копаене 1,5. 2,8 пъти по-голяма от устойчивостта на рязане на почвата.
Физическите и механични свойства на почвите се характеризират с :
плътност- маса на единица обем (за повечето паундове - 1,5. 2 t / m 3);
порьозност- отношение на обема на порите към общия обем на почвата (%);
влага- количеството вода, съдържащо се в порите на паунда (%);
кохезия- способността на почвата да устои на разделяне на отделни частици под действието на външни натоварвания;
разхлабване- свойството на разработената почва да се увеличава в обем с постоянна собствена маса, което се изразява чрез коефициента на разхлабване cr, равно на съотношението на обемите на почвата в разхлабено и естествено състояние (cr \u003d 1.1. 1.4);
ъгъл на откос- ъгълът в основата на конуса, който се образува, когато разхлабената лира се изсипе от определена височина;
пластичност- способността на почвата да се деформира под действието на външни сили и да запази получената форма след отстраняване на натоварването;
свиваемост- свойството на почвите да намаляват обема си под действието на външно натоварване;
якост- способността на почвата да устои на разрушаване под действието на външни натоварвания;
устойчивост на срязване- адхезия на паунд частици една към друга;
коефициенти на триенена почвата срещу стомана (0.55. 0.65) и на триене на почвата срещу почвата (0.3. 0.5);
абразивност- способността на почвата (скалата) интензивно да износва (абразира) работните органи на взаимодействащите с нея машини;
лепкавост- способността на почвата да се залепва към повърхността на работните органи.
Различават се нескални почви (пясък, песъчлива глинеста почва, глинеста почва, глина и др.), пропадно-скалисти (циментирана глина - фазер, гипс, креда, варовик и др.) и скалисти (плътен варовик, доломит, мрамор, пясъчник и др.). Почвите с положителна температура се наричат незамръзнали (размразени), отрицателни - замръзнали, ако съдържатлед и мразовити (охладени), ако в състава им няма лед. Наличието на лед в замръзналите почви значително повишава тяхната здравина и усложнява работата на земекопните машини. Не-скалистите незамръзнали почви се разработват с помощта на конвенционално земекопно оборудване, сгъваемите скалисти и замръзнали почви с малка дълбочина на замръзване предварително се разхлабват механично преди разработването. Скалистите и замръзнали почви с голяма дълбочина на замръзване се разхлабват предварително чрез експлозивен метод.
Класификацията на паунда според числото C е дадена по-долу:
Категория незамръзнала почва
Категория замръзнала почва
Ориз. 2. Геометрията на режещите елементи на работните органи на земекопни машини
При механичното отделяне на почвата от масива на работния орган на земекопната машина обикновено се извършват две движения - по протежение (основно движение) и напречно (подаващо движение) на отрязаните почвени стърготини, които могат да се извършват поотделно или едновременно.
Режещата част (ръб) на работния орган, която обикновено има формата на клин, се характеризира със следните геометрични параметри (фиг. 2, а): дължина на режещия ръб l, ъгъл на конус ?, ъгъл на хлабина ?, ъгъл на наклон ?, ъгъл на рязане ? =? +? и дебелина на чипа. Ефективността на процеса на рязане се осигурява с оптимални ъгли на рязане и рационална геометрия на режещия инструмент. Оптимални ъгли на рязане? са 3,32° за леки почви и 40,43° за тежки; ъгъл на конусност? = 25,27° за леки и 32,35° за тежки почви. Задният ъгъл се приема най-малко 6,8 °. Ножовите работни органи на земекопни машини се характеризират също с дължина B, височина H и радиус на кривина r на острието, кофа - с капацитет q, ширина B, височина H и радиус на кривина r на острието, кофа - с капацитет q, ширина B и дължина Hкофа (виж фиг. 1).
Работното тяло, взаимодействащо с почвата (фиг. 2, б), се влияе от силата на съпротивление на движението му в почвата F0, разложена на два компонента - допирателна F01 и нормала F02 към траекторията на работния орган. Силата F01 (kN) може да бъде представена като
където Fr - устойчивост на почвата на рязане, kN; Ft - съпротивление на триене на работния орган в земната повърхност, kN; Fp.c. - съпротивление на движение на влачещата призма на почвата в работния орган, kN.
Устойчивостта на почвата на рязане е съпротивлението на проникването на предния ръб на работния орган в земята по посока на основното движение.
Стойността на Fp зависи от напречното сечение на нарязаните стружки, физико-механичните свойства на почвата и геометрията на режещата част на работния орган:
където Fp е специфичното съпротивление на почвата при рязане, kPa; l и c - ширина и дебелина на чипа, m.