НОВОЕ БУЛЬДОЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Спирина В.С.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет


Номер: 2-2
Год: 2016
Страницы: 101-104
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

бульдозеры, отвал типа «сигма», U-образный отвал, обработка грунта, строительные машины, строительство, bulldozers, blade of the "sigma", U-shaped blade, soil treatment, construction machinery, building

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассматривается новое бульдозерное оборудование. Принципиальное отличие нового оборудования заключается в наличии отвала типа «сигма», позволяющего повысить эффективность использования топлива.

Текст научной статьи

Разработанный новый бульдозер D155AX-6 снабжен отвалом типа «сигма», позволяющим повысить эффективность использования топлива. Типичной является U-образная форма бульдозерного отвала, габаритные размеры которого регламентированы стандартами [1]. При разработке конструкции отвала типа «сигма» ставилась задача снижения усилий, действующих при обработке грунта, и учета положительных свойств предыдущего отвала. Передняя кромка отвала изменялась в зависимости от режимов извлечения грунта при его сдвиге и т.д. Бульдозеры с отвалами типа «сигма» более эффективно обрабатывают грунт, что достигается концентрированным приложением рабочих усилий и возможностью направлять грунт влево-вправо. Это обеспечивается сосредоточением усилий в центральной части отвала, позволяет повысить производительность без потерь грунта в случае его срезания при перемещении. Был разработан самый мощный в мире бульдозер D575A, который эксплуатировался на многих крупномасштабных работах [2]. При разработке новой конструкции проводились исследования, которые основывались на 2 положениях: увеличение производительности новой модели должно обеспечиваться без увеличения сил, действующих на основные агрегаты бульдозера; технические характеристики модели должны быть не хуже (по сравнению с существующими моделями) даже при 15%-ном уменьшении выходной мощности силового агрегата. Исследования проводились в два этапа. Моделирование рабочих процессов при лабораторных испытаниях Для анализа показателей эффективности модели при работе с грунтами лабораторные испытания проводили на специальной установке. Создавались условия, при которых перемещение грунта по поверхности отвала были подобны перемещению увлажненного грунта. Распределение действующих нагрузок отслеживалось специальными датчиками. Поперечное сечение отвала типа «сигма» выбиралось таким же, как и поперечное сечение полу-U-образного отвала. В результате анализа действующих усилий было установлено, что наибольшее сопротивление перемещению бульдозера оказывают кромочные элементы отвала, т.е. мощность силового агрегата в основном затрачивается на преодоление сил сопротивления перемещению кромки отвала и его боковых элементов. Несмотря на то, что глубина врезания в грунт, ширина отвалов и скорость их перемещения были одинаковыми, выявлено существенно снижение сил сопротивления перемещению при обработке грунта (рис. 1). а) б) Рис. 1. Схемы распределения сил сопротивления при переработке грунта бульдозером с отвалом: а - полу-U-образной формы; б - типа «сигма»; 1 - срезающее усилие, 2 - распределение сил сопротивления, 3 - устройство, обеспечивающее срезание грунта, 4 - бульдозер, 5 - зона ограничителей. Поскольку большая часть грунта, срезаемого и перемещаемого по кромочным элементам полу-U-образного отвала располагается по бокам, то при испытаниях установлено, что более эффективного срезания и перемещения грунта для такого отвала получить невозможно. При срезании грунта бульдозерным отвалом типа «сигма» грунт равномерно располагается по всей длине отвала, несколько увеличиваясь в объеме в его центральной части. На рисунке 2 показаны моменты проведение работ, поясняющие условия накопления грунта по передней поверхности отвалов обоих видов. Анализ результатов испытания свидетельствует о снижении сил сопротивления перемещению нового отвала примерно на 40% [3]. а) б) Рис. 2. Схемы накопления грунта по передней поверхности бульдозерных отвалов (вид сверху): а - полу-U-образной формы, б - типа «сигма»; 1 - форма огибающей грунтовой «шапки», образующейся по передней поверхности отвала; 2 - направление перемещения грунта; 3 - усилие, действующее со стороны бульдозера; 4 - ограничители. В лабораторных испытаниях проводилась проверка расчетных данных, полученных с использованием методики «перетекания грунтовых частиц» - использование частиц (гранул), по механическим свойствам подобных частицам грунта (рис. 3). Моделирование рабочих процессов позволило выбрать оптимальную форму отвала с заданными параметрами, в частности, заданной эффективностью срезания грунта. Рис. 3. Схемы моделирования процесса переработки грунта бульдозерным отвалом: а - типа «сигма»: б - полу-U-образной формы; 1 - уменьшение длины перемещения бульдозера до полного наполнения отвала; 2 - направление движения бульдозера. Натурные исследования Проводились натурные испытания на реальных образцах бульдозеров класса 50 т с учетом результатов лабораторных испытаний. Было установлено, что выходную мощность силовых агрегатов можно значительно снизить по сравнению с бульдозерами, имеющими полу-U-образный отвал. Были выявлены следующие преимущества бульдозеров с отвалом типа «сигма» по сравнению с бульдозерами, снабженными полу-U-образными отвалами: - увеличение производительности примерно на 15% при одинаковой мощности агрегатов; - производительность остается примерно одинаковой при увеличении выходной мощности силовых агрегатов старых моделей примерно на 16%. Таким образом, эффективность работ бульдозерных отвалов новой конструкции может увеличиться на 15%. Что касается области применения новых бульдозерных отвалов, то она достаточно широкая: от грунтовых работ до другого технологического применения [3].

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.