sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2019-3-202-213sibadi-876Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОВША ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭКСКАВАТОРАIMPROVEMENT OF THE HYDRAULIC EXCAVATOR BUCKET DESIGNhttps://orcid.org/0000-0002-5008-9176БурыйГ. Г.BuriyG. G.

Бурый Григорий Геннадьевич – канд. техн. наук, доц. кафедры «Автомобили, конструкционные материалы и технологии»

Grigoriy G. Buriy – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Cars, Structural Materials and Technologies Department

buryy1989@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3084-2271ЩербаковВ. С.ShherbakovV. S.

Щербаков Виталий Сергеевич – д-р техн. наук, проф., проф. кафедры «Автоматизация производственных процессов и электротехника»

Vitaliy S. Scherbakov – Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Automation of Production Processes and Electrical Engineering

sherbakov_vs@sibadi.orghttps://orcid.org/0000-0002-7978-5941СкобелевС. Б.SkobelevS. B.

Скобелев Станислав Борисович – канд. техн. наук, доц. кафедры «Технология машиностроения»

Stanislav B. Skobelev – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Engineering Technology Department

skobelew@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2677-0076КовалевскийВ. Ф.KovalevskiyV. F.

Ковалевский Валерий Федорович (г. Омск, Россия) – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Технология машиностроения»

Valeriy F. Kovalevsky – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor the Engineering Technology Department

skobelew@rambler.ruФГБОУ ВО «СибАДИ»РоссияSiberianState Automobile and Highway UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «ОмГТУ»РоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation201904072019163202213Copyright © Бурый Г.Г., Щербаков В.С., Скобелев С.Б., Ковалевский В.Ф., 20192019Бурый Г.Г., Щербаков В.С., Скобелев С.Б., Ковалевский В.Ф.Buriy G.G., Shherbakov V.S., Skobelev S.B., Kovalevskiy V.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/876Введение

Введение. Строительство инженерных сооружений невозможно без строительных и дорожных машин. На покупку данных машин выделяется большой объем финансирования. Основные пути сокращения затрат на технику заключаются в более рациональной эксплуатации техники, а также в снижении ее стоимости путем конструктивных изменений. В статье рассматривается новая конструкция оборудования одноковшового гидравлического экскаватора меньшей стоимости.

Материалы и методы

Материалы и методы. Основными способами снижения затрат на строительные машины являются более рациональная эксплуатация и снижение стоимости конструкции при сохранении требуемых характеристик оборудования. В статье рассматриваются конструктивные изменения рабочего оборудования одноковшового гидравлического экскаватора, позволяющие снизить затраты на их производство.

Результаты

Результаты. В статье описана новая конструкция ковша одноковшового гидравлического экскаватора. Проведен анализ существующих конструкций ковшей экскаваторов. Представлены силы, действующие на ковш экскаватора при копании. Описаны пути решения проблемы сокращения затрат на производство одноковшовых гидравлических экскаваторов. Проведен анализ схемы нагружения ковшей в процессе копания. Описана схема нагружения ковша, позволяющая снизить силы сопротивления копанию.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Предложена конструкция рабочего оборудования одноковшового гидравлического экскаватора, позволяющая снизить силы сопротивления копанию, что позволит устанавливать гидропривод более низкой стоимости.

Introduction

Introduction. Construction of engineering structures is impossible without building and road machines. The large volume of financing is allocated for such machines’ purchase. The main ways of reducing costs of the equipment consist in more rational operation of the equipment and also in decrease of equipment’s cost by constructive changes. The paper demonstrates the new design of the single-bucket hydraulic excavator with smaller cost.

Materials and methods

Materials and methods. The main ways of cost reduction for construction machines are more rational operation and depreciation of a design with the required characteristics’ maintaining. The paper describes constructive changes of the working equipment of the single-bucket hydraulic excavator, which allow decreasing the production costs.

Results

Results. The authors describe the new bucket design of the single-bucket hydraulic excavator. Moreover, the authors carry out the analysis of the existing buckets’ design. The paper also illustrates the functioning on bucket forces while digging process. The authors describe the solutions of the problem for productivity increase of the single-bucket in hydraulic excavators. In addition, the authors make the scheme of the bucket loading while digging process. Such scheme helps to reduce resistance forces of digging.

Discussion and conclusions. As a result, the paper presents the design of the working equipment of the hydraulic excavator’s single-bucket, which allows reducing resistance forces of digging. Such results would help to establish buckets of bigger capacity and would lead to the productivity increase.

экскаваторковшсиласопротивлениекопаниеконструкцияпроизводительностьрабочее оборудованиетехникагрунтexcavatorbucketforceresistancediggingdesignproductivityworking equipmentmachinessoilReferencesSinclair R. Hydraulic Excavators: Quarrying & Mining Applications. London, Sinclair Publishing, 2011. 388 p.Sinclair R. Hydraulic Excavators: Quarrying & Mining Applications. London, Sinclair Publishing, 2011. 388 p.Зеленин А.Н., Павлов В.П., Агароник М.Я., Королев А.В., Перлов А.С. Исследование разработки грунта гидравлическими экскаваторами // Строительные и дорожные машины. 1976. № 10. С. 9 – 11.Zelenin A.N., Pavlov V.P., Agaronik M.Y., Korolev A.V., Perlov A.S. Isledovanie razrabotci grunta gidravlichescimi excavatorami [Research of development of soil hydraulic excavators]. Construction and road machines, 1976; 10: 9–11 (in Russian).Ананин В.Г. Результаты экспериментальных исследований и моделирования рабочего оборудования одноковшового экскаватора // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 1 (38). С. 205–213.Ananin V.G. Rezultaty experementalnyh isledovanij I modelirovaniya rabochego oborudovaniya odnocovshovogo excavatora [Results of pilot studies and modeling of the working equipment of the single-bucket excavator]. Messenger of the Tomsk state architectural and construction university, 2013; 1(38): 205–213 (in Russian).Иванов Р.А., Федулов А.И. Методика расчета ковша активного действия // Строительные и дорожные машины. 2005. № 10. С. 28–31.Ivanov R.A., Fedulov A.I. Metodica rascheta covsha activnogo dejstviya [Method of bucket calculation of active action]. Construction and road machines, 2005; 10: 28–31 (in Russian).Кузнецова В.Н., Савинкин В.В. Анализ эффективности работы одноковшового экскаватора // Вестник СибАДИ. 2014. №6. С. 26 – 33.Kuznetsova V.N., Savinkin V.V. Analiz efectivnosti raboty odnocovshovogo excavatora [Analysis of overall performance of the singlebucket excavator]. Vestnik SIBADI, 2014; 6: 26– 33 (in Russian).Павлов В.П., Абрамов А.Н. Рекомендации по выбору параметров экскаваторных ковшей // Транспортное строительство. 1984. № 7. С. 35–36.Pavlov V.P., Abramov A.N. Recomendatsyi po vyboru parametrov excavatornyh covshej [Recommendations about the choice of parameters of backhoe dippers]. Transport construction, 1984; 7: 35–36 (in Russian).Тарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов, основанная на теории предельных касательных напряжений // Строительные и дорожные машины. 2003. № 7. С. 38–43.Tarasov V.N., Kovalenko M.V. Mehanica copaniya gruntov osnovanaya na teorii predelnyh napryazhenij [Mechanics of soil digging based on the theory of extreme tangent tension]. Construction and road machines, 2003; 7: 38–43 (in Russian).Кузнецова В.Н., Савинкин В.В. Обеспечение энергоэффективности разработки грунта за счет оптимизации углов позиционирования рабочего оборудования экскаватора // Строительные и дорожные машины. 2015. № 3. С. 44–47.Kuznetsova V.N., Savinkin V.V. Obespechenie energoefectivnosti razrabotki grunta za schet optimizatsii uglov pozitsionirovaniya rabochego oborudovaniya excavatora [Ensuring energy efficiency of soil development due to optimization of angles of the working excavator equipment]. Construction and road machines, 2015; 3: 44–47 (in Russian).Кузнецова В.Н., Савинкин В.В., Яковлев В.Г. Исследование влияния инерционной нагрузки рабочего оборудования экскаватора на формирование концентраций напряжений в его элементах // Строительные и дорожные машины. 2015. № 5. С. 52–55.Kuznetsova V.N., Savinkin V.V., Yakovlev V.G. Isledovanie vliyaniya inertsionoj nagruzki rabochego oborudovaniya excavatora na formirovanie contsentratsyj napryaszenij v ego elementah [Research of the inertial loading influence of the working equipment of the excavator on concentration tension formation in its elements]. Construction and road machines, 2015; 5: 52–55 (in Russian).Бурый Г.Г., Потеряев И.К., Скобелев С.Б., Ковалевский В.Ф. Ковш экскаватора сферический // Горное оборудование и электромеханика. 2018. №5. С. 35–41.Buryj G.G., Poteryaev I.K., Skobelev S.B., Kovalevskij V.F. Covsh excavatora sfericheskij [Bucket of the spherical excavator]. Mountain equipment and electromecanics, 2018; 5: 35–41 (in Russian).Тарасов В.Н., Бояркина И.В., Коваленко М.В. Применение методов аналитической механики при проектировании строительных машин // Строительные и дорожные машины. 2003. № 1. С. 28 – 30.Tarasov V.N., Boyarkina I.V., Kovalenko M.V. Primenenie metodov analitichescoj mechanici pri proectirovanii stroitelnyh mashyn [Application of the analytical mechanics’ methods at construction machines’ design]. Construction and road machines, 2003; 1: 28–30 (in Russian).Тарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов ковшом гидравлического экскаватора // Строительные и дорожные машины. 2003. №8. С. 41–45.Tarasov V.N., Kovalenko M.V. Mechanica copaniya gruntov covshom gidravlichescogo excavatora [Mechanics of digging of the hydraulic excavator soil bucket]. Construction and road machines, 2003; 8: 41–45 (in Russian).Бурый Г.Г., Потеряев И.К., Скобелев С.Б., Ковалевский В.Ф. Рабочее оборудование одноковшового гидравлического экскаватора с измененной механикой копания // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. №11. С. 126–131.Buryj G.G., Poteryaev I.K., Skobelev S.B., Kovalevskij V.F. Rabochee oborudovanie odnocovshovogo gidravlichescogo excavatora s izmenenoj mechanicoj copaniya [Working equipment of the single-bucket hydraulic excavator with the changed digging mechanics]. The BGTU Bulletin of V.G. Shukhov, 2018; 11: 126–131 (in Russian).Кузнецова В.Н., Савинкин В.В. Исследование энергоемкости экскавационного цикла землеройной машины // Известия высших учебных заведений. Строительство. Вестник НГАСУ (Сибстрин). 2014. № 8 (668). С. 60– 68.Kuznetsova V.N., Savinkin V.V. Isledovanie energoyomkosti exskavatsionogo tsikla zemlerojnoj mashyny [Research of power consumption of an excavation cycle of the digging machine]. News of higher educational institutions. Construction. NGASU bulletin (Sibstrin), 2014; 8(668): 60–68 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.