Главная » 2014 » Август » 14 » Скачать Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом. Данилевич, Денис бесплатно
11:21 PM
Скачать Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом. Данилевич, Денис бесплатно
Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом
Диссертация
Автор: Данилевич, Денис Владимирович
Название: Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом
Справка: Данилевич, Денис Владимирович. Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом : диссертация кандидата технических наук : 05.05.04 Орел, 2005 154 c. : 61 05-5/2486
Объем: 154 стр.
Информация: Орел, 2005
Содержание:
Глава 1 Особенности математического моделирования сопротивления грунтов резанию рабочими органами землеройных машин
11 Особенности процесса резания грунтов
12 Методы определения сопротивлений грунта резанию и копанию
13 Влияние скорости резания грунтов на возникающие сопротивления
14 Методы математического моделирования напряженно-деформированного состояния среды 'Щ
Выводы Цель и задачи исследования
Глава 2 Определение сопротивления грунта резанию рабочими органами отвального типа
21 Физическая картина процесса резания грунтов
22 Математическая модель определения сопротивления грунта резанию
23 Моделирование упруго-пластического состояния разрабатываемого грунта путем уточнения формы поверхностей скольжения
24 Аналитическое определение разрывов сплошной среды и обоснование принятого критерия текучести
Выводы
Глава 3 Экспериментальные исследования процесса резания грунтов рабочими органами отвального типа
31 Методика, оборудование и материалы экспериментальных исследований
32 Экспериментальные исследования процесса резания грунтов с применением системы Lab VIEW
33 Оценка влияния факторов процесса резания грунтов на форму поверхности скольжения
331 Влияние угла резания на форму поверхностей скольжения
332 Влияние призмы волочения на форму поверхностей скольжения
333 Влияние скорости резания на форму поверхностей скольжения
34 Адекватность результатов аналитического исследования (•
Выводы (^
Глава Методика расчета сопротивления грунта резанию рабочими органами отвального типа
41 Аппроксимация кривых скольжения
42 Методика расчета сопротивления грунта резанию с учетом функций кривых скольжения
Введение:
Г Актуальность темы.Эффективность использования строительно-дорожных машин для земляных работ зависит от полноты реализации их эксплуатационных свойств в производственных условиях, что оценивается комплексом показателей.Задача повышения эффективности машин решается путем совершенствования методов их рационального использования по мощности и времени. Первое направление предусматривает определение, изучение и оптимизацию • показателей эксплуатационных свойств отдельных машин для земляных работ, в том числе тягово-скоростных свойств, использования рабочего оборудования. Второе - разработку и совершенствование рациональных параметров рабочих органов, режимов работы землеройных машин, а также теоретических основ механизма взаимодействия с рабочими средами.В настоящее время, разработка новой, техники, применяемой в дорожном строительстве, базируется на типовых методиках расчета основных конструктивных и эксплуатационных параметров, что часто приводит к появлению заведомо неконкурентоспособных машин. (^ При решении задачи повышения эффективности дорожных машин, в настоящее время, возникло противоречие между традиционными методами расчета параметров рабочих органов и современными методами, базирующимися на машинно-численных методах.Интенсивное развитие компьютерных и электронных технологий позволяет использовать прогнозирующее математическое моделирование при выборе рациональных параметров конструкций рабочих органов с учетом особенностей и характера процесса резания, режимов работы машины, а так же различных случайных факторов. При этом, сами методики расчета должны быть реализованы в виде конечных программных продуктов, предлагаемых производителям дорожной и горной техники. (Ф Таким образом, определение усилий на режущих частях рабочих органов изучение механизма образования поверхностей скольжения, переход ШГ' к машинным методам расчета и проектирования новой, высокопроизводительной дорожной техники обеспечивающей совершенствование технологического процесса является актуальной задачей для строительного и дорожного машиностроения.Работа выполнялась в соответствии с заданием Минобразования России по программе 206.04.01.027, Цель работы. Совершенствование методов расчета сопротивления '* грунта резанию рабочим органом землеройной машины путем уточнения формы поверхности скольжения Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи: 1. Провести анализ научных работ, посвященных процессам резания и копания грунтов рабочими органами дорожных машин, а также типовых методик определения сопротивления фунта резанию.2. Разработать математическую модель процесса резания фунта, учитывающую закономерность процесса разрушения грунтов рабочим ,ф органом землеройной машины при послойной разработке и физикомеханические свойства среды.3. Разработать экспериментальную установку с измерительновычислительным комплексом для исследования процесса резания фунта, провести экспериментальные исследования.4. Установить степень влияния угла резания, призмы волочения и скорости резания на форму поверхности скольжения и формирование усилий на рабочем органе.5. Провести серию машинно-численных экспериментов по изучению напряженно-деформированного состояния разрабатываемого фунта.6. Выполнить сравнительный анализ теоретических и экспериментальных исследований с целью проверки адекватности предложенной математической модели.7. Разработать научно-обоснованную методику расчета сопротивления грунта резанию.8. Разработать практические рекомендации, определяющие требования к средствам механизации земляных работ при разработке грунтов I-IV категории.Объектом исследования является механизм образования поверхностей '*^ скольжения в системе "рабочий орган-грунт".Предметом исследования является процесс резания грунтов рабочим органом землеройной машины.Методы исследования. При решении поставленных задач использованы методы системного анализа и математического моделирования на ЭВМ. Математическая модель процесса резания получена на базе реологической модели Шведова-Бингама. Эксперимент осуществлялся в среде оригинала, без изменения его физико-механических свойств, в качестве автоматизированной системы научных исследований использован аппаратно-профаммный комплекс ф компании National Instruments. Проверка результатов теоретических исследований осуществлялась путем проведения стендовых и натурных экспериментов, обработка полученных данных проведена на основе методов математической статистики.Научная новизна результатов исследования: - разработана математическая модель процесса резания грунта, позволяющая определить, по установленным многофакторным зависимостям, изменение сил нормального и касательного давления в ходе взаимодействия системы "рабочий орган - грунт"; изучен механизм формирования поверхностей скольжения, выполнено их математическое описание, позволяющее учитывать массу элементов стружки, показатели сцепления и адгезионной прочности грунта при определении усилий на режущих частях рабочих органов землеройных машин; - разработана программа на ЭВМ, позволяющая рассчитывать коэффициенты, входящие в состав математической модели определения сопротивления грунта резанию; - разработана научно-обоснованная методика проектирования рабочих органов землеройных машин и комплектации средств механизации земляных работ, учитывающая механизм стружкообразования и усилия резания грунтов при послойной разработке грунтов I-IV категории.Достоверность полученных результатов, сформулированных в диссертации. Полученные результаты, базируются на основных положениях механики грунтов, теории упругости и пластичности, подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических и экспериментальных исследований.Практическая ценность работы: - полученное математическое описание поверхностей скольжения, возникающих в процессе взаимодействия рабочих органов с грунтом, позволяет производить предварительный расчет сопротивления грунтов резанию рабочими органами машин для земляных работ машинными методами; - предложена для практического использования хозяйствующими субъектами усовершенствованная научно-обоснованная методика расчета сопротивления грунтов резанию рабочими органами машин для земляных работ; разработаны дополнительные требования к организации проектирования рабочих органов машин для земляных работ путем расчета сопротивления грунта резанию с учетом кривых скольжения, предложены рекомендации по совершенствованию режима эксплуатации землеройных машин; - разработаны рекомендации, определяющие технические требования к ^ средствам механизации земляных работ при разработке грунтов I-IV категории.На защиту выносятся: - результаты анализа методик расчета сопротивления грунтов резанию рабочими органами дорожных машин; - математическая модель сопротивления грунта резанию, позволяющая определить по установленным многофакторным зависимостям, изменение сил нормального и касательного давления в процессе взаимодействия системы '^ "рабочий орган - грунт"; - результаты экспериментальных исследований механизма стружкообразования и усилия резания грунтов при послойной разработке, позволяющие учитывать массу элементов стружки, показатели сцепления и адгезионной прочности грунта при определении усилий на режущих частях рабочих органов землеройных мащин; - научно-обоснованная методика расчета сопротивления грунта резанию с учетом кривых скольжения, позволяющая оптимизировать проектирование рабочих органов землеройных мащин и режимы их Ф эксплуатации; - практические рекомендации, устанавливающие требования к средствам механизации земляных работ при разработке грунтов I-IV категории и перспективные направления их дальнейшего развития.Реализация результатов работы. Методика расчета сопротивления грунта резанию внедрена в практику расчета и проектирования рабочих органов ЗАО "НПЦ Погрузчик", ЗАО "Дормаш". Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе Орловского государственного технического университета и Орловского государственного аграрного университета при чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий по соответствующим дисциплинам, дипломном проектировании, выполнении научно-исследовательских работ.Р^ Апробация работы. Основные положения диссертационного jv исследования докладывались на международных, региональных и республиканских научно- технических семинарах, конференциях и симпозиумах: «Интерстроймех -2001», Санкт-Петербург, 2001 г.; шестой российской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах». Оренбург, 2003г,; международной научнопрактической конференции «Надежность и ремонт машин», Гафа, 2004г; научно-методических и научно-исследовательских конференциях Орел ГТУ, Орел (2001, 2002, 2003, 2004, 2005гг). ^^ Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 9 работ.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложена на 154 с. из них 124 с. основного текста, содержит 38 рис., 16 табл., библиографию из 76 наименований и 5 приложений. (« #
