Николаев Владимир Анатольевич – д-р техн. наук, проф. кафедры «Строительные и дорожные машины»
150023, г. Ярославль, Московский просп., 88
Vladimir A. Nikolayev – Dr. of Sci., Professor of the Construction and Road Machinery Department
Moskovsky Prospekt, 88, Yaroslavl, 150023
Введение. Проблема быстрого и качественного строительства дорог, когда объекты хозяйствования и населённые пункты расположены на значительном расстоянии друг от друга, не может быть решена без применения комплекса агрегатов непрерывного действия. Агрегат непрерывного действия, формирующий кювет, и агрегат для проходки туннелей содержат прямоточные роторные рыхлители. Недостаточные теоретические исследования в этой области не позволяют выполнить расчёт взаимодействия с грунтом элементов прямоточного роторного рыхлителя. Поэтому существует необходимость теоретических исследований для определения энергетических параметров большого ротора, в частности, той, которая нужна для резания грунта окружными ножами № 4 большого ротора.Методика исследования. В предлагаемой статье разработаны методики расчётов необходимых затрат энергии: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность.Результаты. На основе данных методик произведены расчёты параметров. Из плоских моделей и пространственной модели сил взаимодействия с грунтом окружных ножей № 4 большого ротора выявлены равнодействующие, их составляющие, нормальные силы. Вычислена сила трения грунта о кромку лезвия и переднюю поверхность окружных ножей № 4. Рассчитана объёмная энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта.Заключение. Затраты энергии на привод окружного ножа включают энергию: на отделение пласта от массива грунта; разделение пласта на фрагменты; создание щели в массиве грунта; деформацию части массива грунта; преодоление трения грунта о кромку лезвия; преодоление напора грунта на переднюю поверхность; перемещение грунта передней поверхностью; преодоление трения грунта о переднюю поверхность. В результате расчётов общая энергия, необходимая для резания окружными ножами № 4, при разработке прямоточным роторным рыхлителем одного кубического метра грунта, составила 9110 джоулей.
Introduction. To solve the problem of the fast and high-quality road construction, when economic facilities and settlements are located at a considerable distance from each other, cannot be solved without the use of a complex of continuous units. The continuous ditch forming unit and the tunneling unit contain straight-through rotary rippers. Insufficient theoretical studies in this area do not enable to calculate the interaction of the elements of a direct-flow rotary ripper with the soil. Therefore, there is a need for theoretical studies to determine the energy parameters of the large rotor, in particular, that which is necessary for cutting the soil with the No.4 circumferential knives of the large rotor.The research method. The methods for calculating the required energy inputs: to separate the reservoir from the soil mass; separation of the reservoir into fragments; creating a gap in the soil mass; deformation of a part of the soil mass; overcoming the friction of the ground on the edge of the blade; overcoming the soil pressure on the front surface; movement of the soil by the front surface; overcoming the friction of the ground on the front surface have been developed.Results. On the basis of the developed methods, the parameter calculations were made. From the plane models and the spatial model of the forces of interaction with the soil of the circumferential knives No.4 of the large rotor, resultant forces, their components, normal forces were revealed. The force of friction of the soil on the edge of the blade and the front surface of No4 circumferential knives was calculated. The volumetric energy required for cutting with No.4 circumferential knives when mining one cubic meter of soil with a straight-through rotary ripper is calculated.Conclusion. The energy required to drive the circumferential knife includes separating the seam from the soil mass; separation of the reservoir into fragments; creating a gap in the soil mass; deformation of a part of the soil mass; overcoming the friction of the ground on the edge of the blade; overcoming the soil pressure on the front surface; movement of the soil by the front surface; overcoming the friction of the ground on the front surface. As a result of the calculations, the total energy required for cutting with No.4 circumferential knives, when mining one cubic meter of soil with a straight-through rotary ripper, was 9110 joules.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.