Николаев Владимир Анатольевич – доктор технических наук, профессор кафедры «Строительные и дорожные машины»
г. Ярославль, Московский просп., 88
Vladimir A. Nikolaev, Dr. of Sci., Professor of the Construction and Road Machines Department
Yaroslavl, Moscow Avenue, 88
Трошин Денис Игоревич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные и дорожные машины»
г. Ярославль, Московский просп., 88
Denis I. Troshin, Dr. of Sci., Assistant Professor of the Construction and Road Machines Department
Yaroslavl, Moscow Avenue, 88
Введение. Для решения проблемы ускорения строительства автодорог, повышения их качества целесообразно использовать агрегат непрерывного действия для формирования подстилающего слоя. Основными рабочими органами этого агрегата являются ковши, которые отрезают пласт грунта снизу и сбоку. При этом нижний нож отрезает слой грунта снизу, правый нож – сбоку, а консольный нож частично подрезает верхний слой грунта снизу для следующего ковша. В частности, представляет теоретический и практический интерес анализ взаимодействия с грунтом правого ножа ковша агрегата непрерывного действия. Для этого правый нож разделён на элементы и проведён анализ взаимодействия этих элементов с грунтом. Последовательное воздействие на грунт многих правых ножей в пределах ширины захвата агрегата заменено воздействием на грунт одного условного правого ножа на расстоянии, необходимом для разработки одного кубического метра грунта. Силы взаимодействия условного правого ножа с грунтом названы условными силами.
Методика исследования. Приведена методика расчёта затрат энергии при внедрении правого ножа в грунт: на отделение пласта грунта от его массива, на преодоление трения грунта о кромку лезвия, на преодоление напора грунта на фаску лезвия, на ускорение грунта фаской лезвия, на преодоление трения грунта о фаску, на преодоление трения грунта о наружную поверхность. Общие затраты энергии при взаимодействии правого ножа с грунтом объёмом один кубический метр получены сложением частных затрат энергии. Приведена методика расчёта горизонтальной продольной силы, необходимой для перемещения правого ножа.
Результаты. На основе разработанной методики рассчитаны затраты энергии при внедрении правого ножа в грунт: на отделение пласта грунта от его массива, на преодоление трения грунта о кромку лезвия, на преодоление напора грунта на фаску лезвия, на ускорение грунта фаской лезвия, на преодоление трения грунта о фаску, на преодоление трения грунта о наружную поверхность. Определены общие затраты энергии при взаимодействии правого ножа с грунтом объёмом один кубический метр. Определена горизонтальная продольная сила, необходимая для перемещения правого ножа.
Заключение. В результате выполненных расчётов: энергия, необходимая для резания грунта правыми ножами, свыше 71 Дж/куб. м, горизонтальная продольная сила, необходимая для перемещения правого ножа, – 730 Н. Для определения общих затрат энергии на резание грунта ковшами агрегата для удаления верхнего слоя грунта с подстилающего слоя автодороги нужно проанализировать взаимодействие с грунтом других элементов ковша.
Introduction. To solve the problem of accelerating the construction of roads, improving their quality, it is advisable to use a continuous action unit to form a underlying layer. The main working bodies of this unit are buckets, which cut off the soil layer from below and on the side. At the same time, the bottom knife cuts off the ground layer from below, the right knife on the side, and the console knife partially cuts the top layer of soil from below for the next bucket. In particular, the analysis of interaction with the soil of the right knife of the continuous action unit is of theoretical and practical interest. To do this, the right knife is divided into elements and analyzed the interaction of these elements with the ground. The consistent impact on the soil of many right knives, within the width of the grip of the unit, is replaced by the impact on the ground of one conventional right knife at a distance necessary for the development of one cubic meter of soil. The forces of interaction of the conventional right knife with the ground are called conditional forces.
The method of research. The method for calculating the energy costs during punching the right knife into the ground is shown: on separating the formation of the ground from its body, on overcoming the ground friction on the edge of the blade, on overcoming the ground pressure on the edge of the blade, on accelerating the ground of the blade by means of the axle, on overcoming the ground friction on the shelf, to overcome the ground friction against the outside surface.The total energy costs of interacting with a soil of one cubic meter are derived from the addition of private energy costs. The method of calculating the horizontal longitudinal force needed to move the right knife is given.
Results. On the basis of the methodology developed, energy costs are calculated when introducing the right knife into the ground: on separating the soil from its body, on overcoming the friction of the ground on the edge of the blade, on overcoming the pressure of the ground on the face of the blade, on the acceleration of the ground with a fascia blade, on overcoming the ground friction on the face. The total energy costs of the right knife interact with the soil of one cubic meter. The horizontal long-lived force needed to move the right knife has been determined.
Conclusion. As a result of the calculations: the energy needed to cut the ground with the right knives, more than 71 J/cube. The horizontal longitudinal force needed to move the right knife is 730 N. To determine the total energy spent on cutting the ground by buckets of the unit to remove the top layer of soil from the underlying layer of the road, it is necessary to analyze the interaction with the soil of other elements of the bucket.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.