7. Аналіз пасивних р.О. Одноярусної конструкції для укладання підзених комунікацій

Пасивні ножі традиційної конструкції, які виконані у вигляді несучого стояка суцільною різальною частиною по глибині і ширині захвату отримали найбільше застосування на безтраншейних укладачах: в наслідок простоти конструкції, незабиваємості твердими включеннями, високих продуктивностей і надійностейй, але для їх переміщення потрібне велике тягове зусилля і робочий процес не задовільняє обов’язковим агротехнічним вимогам. Робочий процес укладання ЛПО повинен супроводжуватися захистом грунту від переущільнення, збереження родючого шару грунту, покращення структури і водного режиму підземних горизонтів при мінімальній енергоємності процесу.

Аналіз з основ, що випливають з суті процесу глибокої розробки грунту:

При заданих розмірах нарізання щілини поздовжні і поперечні профілі грунторозроблюючого інструменту повинні забезпечувати максимальну можливу критичну глибині різання

Контакт ножа з грунтом у закритичній зоні – виключений або зведений до мінімуму

Поздовжній і поперечний профілі зро повинні виключати утворення постійних ядер ущільнення

Якщо зона сколювання грунту створена умовами вільного виходу грунту на денну поверхню то закритична зона ущільнення – навпаки, ств за відсутності таких умов.

Для усунення закритичної зони руйнування грунту і покращення якості його обробки перш за все необхідність створити умови для вільного виходу стружки грунту з будь-якого підземного горизонту в напрямку денної поверхні або іншого вільного простору.

8. Визначення опору переміщенню для традиційного одноярусного ножа, який здійснює прокладку на глибину більшу за критичну глибину різання

Укладання підземних комунікацій на глибину, яка перевищує критичну глибину різання для одноярусного ножа максимальний опір переміщенню скл. з опорів переміщення в до критичній зоні W1+W1б для h=hкр і закритичній W2+W2б для h=H-hкр.

Тому загальний опір дорівнює:

W=W1+W2+W1б+W2б,

де W1, W2 – лобовий опір в до критичній і закритичній зонах;

W1б+W2б – опір тертя, що діє на бокові стінки ножа в до критичній і закритичній зонах.

де - ширина (товщина) ножа;

- коеф. зовнішнього тертя грунту

- коеф. опору переміщенню опор ножа

- кут різання ножа

- критична глибина різання грунту

Н – повна глибина різання різання (укладки об’єкта)

- критичний тиск грунту на ніж на глибині h>hкр

- сер нормальний тиск грунту на лобову поверхню ножа на глибині h hкр

де - нормальний тиск на лобову поверхню ножа на денній пов.

,

де с і - відповідно коеф. зчеплення і кут внутрішнього тертя грунту

;

де ;

де

9.Схема дії сил на двоножову грунторозробну систему і визначення функціоналу тягового зусилля

Визначаємо функціонал опору переміщенню для послідовно розміщених ножів і оптимальний кут різання переднього ножа. За критерій оптимізації приймаємо величину опору переміщення.

Розрахункова схема двох ножової системи:

Різальна частина переднього ножа висотою hкр1 представлена у вигляді криволінійного профілю ОК з кутом загострення π рад. На елементарну ділянку різальної частини діють такі сили:

Горизонт. і вертик. складові повного зусилля різання, які реалізуються тягачем.

Нормальна реакція грунту . Сила тертя грунту по ножі , яка направлена по дотичній до поздовжнього профілю ножа під кутом до горизонту.

Опір переміщення опор грунторозробного обладнання .

На елементарну ділянку заднього ножа діє опір , який дорівнює зусиллю різання .

На стояк діє зусилля ущільнення грунту - опір ущільнення. - опір від сил тертя по бокових стінках ножа. - опір від переміщення опор заднього ножа.

Вісь OY суміщена з горизонтом дна щілини.

Вісь OZ проходить через т. К різальної кромки переднього ножа.

Визначимо заг. тягове зусилля , що діє на передній і задній ножі. Для цього спроектуємо усі сили на корд. осі. В рез. отримаємо:

Визначимо із другого і підставимо у перше і отримаємо:

або

;

Силу і силу визначимо через закон розподілу нормального тиску грунту на перший ніж на глибині і коеф питомого опору різання К2. Маємо:

;

- закон розподілу нормального тиску на ніж по глибині

, - мін і макс значення тиску грунту на ніж на глибині

- критична глибина різання у верхньому ярусі

- поточне значення координати

- елементарна довжина різальної частини переднього ножа

, - відпов. Ширина переднього і заднього ножів

Враховуючи, що , , то вираз представимо:

Після інтегрування отримаємо функціонал зусилля різання:

; ; .