Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2196

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
3.92 Mб
Скачать

ISSN 2071-7296

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

ВЕСТНИК СибАДИ

Выпуск 3 (21)

Омск

2011

Вестник СибАДИ: Научный рецензируемый журнал. – Омск: СибАДИ. - № 3 (21). - 2011. - 100 с.

Учредитель ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-46612 от 16 сентября 2011 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия.

Научный рецензируемый журнал «Вестник СибАДИ» входит в перечень ведущих периодических изданий рекомендованных ВАК решением президиума ВАК от 25.02.2011

Входит в международный каталог Ulrich’s International Periodicals Directory.

Редакционная коллегия:

Главный редактор – Кирничный В. Ю. д-р экон. наук, доц. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; Зам. главного редактора – Бирюков В. В. д-р экон. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; Зам. главного редактора – Завьялов А. М. д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ";

Исполнительный редактор – Архипенко М. Ю. канд. техн. наук, доц. ФГБОУ ВПО "СибАДИ";

Выпускающий редактор – Новикова Е. В.

Члены редакционной коллегии:

Витвицкий Е.Е Волков В. Я. Галдин Н. С. Епифанцев Б. Н. Жигадло А. П. Кадисов Г.М. Матвеев С. А. Мещеряков В. А. Мочалин С.М. Певнев Н. Г. Плосконосова В. П. Пономаренко Ю.Е. Прокопец В.С. Сиротюк В. В. Смирнов А.В. Щербаков В. С.

Editorial board

Kirnichny V.

Birukov V.

Zavyalov A. Arkhipenko M. Novikova E.

Members of editorial board

Vitvitsky E.

Volkov V.

Galdin N. Epifantzev B. Jigadlo A. Kadisov G. Matveev S. Mescheryakov V. Mochalin S. Pevnev N. Ploskonosova V. Ponomarenko Yu. Prokopets V. Sirotyk V. Smirnov A. Scherbakov V.

д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р пед. наук, доц. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р филос. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ". д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ"; д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВПО "СибАДИ";

Doctor of Economical Science, Professor SibADI, Editor-in-chief Doctor of Economical Science, Professor SibADI, Deputy editor-in-chief Doctor of Technical Science, Professor SibADI, Deputy editor-in-chief Candidate of Technical Science, SibADI, Executive Editor

Publishing Editor

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Pedagogical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Philosophy, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Doctor of Technical Science, Professor SibADI

Адрес редакции: 644080. Россия, г. Омск, пр. Мира, 5, комн. 3232. E-mail: Vestnik_Sibadi@sibadi.org , http://www.sibadi.org

Издательство ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Подписной индекс 66000 в каталоге агентства РОСПЕЧАТЬ

 

Издается с 2004 г.

© Сибирская государственная

С 01.01.2008 – издается ежеквартально

автомобильно-дорожная

 

академия (СибАДИ), 2011

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ I

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Демиденко А.И., Летопольский А.Б.

5

Теоретическое исследование взаимодействия скребка траншейного цепного экскаватора

 

с грунтом

 

Федоров Д.С.

11

Теоретические аспекты методики проведения профессионального отбора водителей с

 

использованием программно-аппаратных комплексов

 

Малюгин П.Н., Ковригин В.А.

15

Описание характеристик продольного проскальзывания шин на льду

 

Рябоконь Ю.А., Симуль М.Г.

19

Конфликтные ситуации и дорожная аварийность с участием пешеходов на городских

 

магистралях

 

РАЗДЕЛ II

 

СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

 

Шнайдер В.А., Сиротюк В.В.

24

Новая классификация типов укрепления откосов земляного полотна

 

Александров А.С., Семенова Т.В.

29

Экспериментальная оценка глубины слоя стока воды на асфальтобетонном покрытии в

 

период дождя

 

Бедрин Е.А., Завьялов М.А., Завьялов А.М.

35

Выявление зависимостей времени промерзания теплового диода от теплофизических и

 

температурных параметров его состояния

 

Якименко О.В., Матвеев С.А.

39

Моделирование напряженного состояния армированных ледовых образцов-балок

 

РАЗДЕЛ III

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

Ляшков А. А.

45

Формообразование цилиндрической поверхности детали

 

Андросова Г.М., Браилов И.Г., Свириденко О.В., Гнедова О.И.

50

Разработка модуля автоматизированного проектирования полотен из матричных

 

элементов для изделий из меха и кожи

 

РАЗДЕЛ IV

 

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ

 

Бирюков В.В., Лерман Е.Б.

55

Развитие городского пассажирского транспорта в условиях модернизации российской

 

экономики

 

Романенко Е.В.

60

Особенности развития и взаимодействия малого, среднего и крупного предпринимательства

 

Теслова С.А.

65

Направления повышения конкурентоспособности грузовых автотранспортных

 

предприятий: подходы к формированию

 

Попова О.В.

69

Особенности формирования механизма взаимодействия субъектов малого

 

предпринимательства в условиях перехода к инновационной экономике

 

Быкова Р.Г.

74

Факторы и тенденции развития предпринимательских структур, основанных на

 

использовании дистанционного управления, в современных условиях

 

Боброва Т.В., Харинова М.Ю.

78

Аутсорсинг в предпринимательской деятельности дорожно-эксплуатационных

 

организаций

 

Коротаев Д.Н.

82

Функциональное моделирование бизнес-процессов предпринимательской деятельности

 

Горловская И.Г.

86

Особенности и проблемы развития предпринимательства на российском рынке ценных

 

бумаг

 

Исаева Е.В.

94

Перспективы развития саморегулируемых институтов в транспортной отрасли в России

 

Вестник СибАДИ, выпуск (3)21, 2011

3

CONTENTS

PART I

TRANSPORTATION. TRANSPORT TECHNOLOGICAL MACHINERY

Demidenko A.I., Letopolsky A.B.

5

Theoretical investigation of interaction cutting element of the chain trencher with ground.

 

Fedorov D.S.

11

Theoretical aspects of methodology for the selection of professional drivers, using hardware-

 

software systems

 

Malugin P.N., Kovrigin V.A.

15

Description characteristics of longitudinal slip tires on ice

 

Ryabokon Yu.A., Simul M.G.

19

Conflict situations and road accident rate with the participation of the pedestrians on the

 

urban mains

 

PART II

 

ENGINEERING. BUILDING MATERIALS AND STRUCTURES

 

Shnaider V.А., Sirotuk V.V

24

New classification of strengthening slopes earthen cloth

 

Aleksandrov A.S., Semenova T.V.

29

Experimental evaluation of deep-layer flow of water on asphalt pavement during the rainy

 

season

 

Bedrin E.A., Zavyalov M.A., Zavyalov A.M.

35

Revealing the dependences of thermal diode freezing time from thermophysical parameters of

 

its condition

 

Yakimenko O.V., Matveev S.A.

39

Stress state modeling of reinforced ice model beams

 

PART III

 

MATHEMATICIAL MODELING. SYSTEMS OF AUTOMATION DESIGNING

 

Lyashkov A.A.

45

Shaping the cylindrical surface of a detail

 

Androsova G.M., Brailov I.G., Sviridenko O.V., Gnedova O.I.

50

Development the of the computer-aided design of linens from matrix elements for fur and

 

leather products

 

PART IV

 

ECONOMICS AND MANAGEMENT

 

Birjukov V.V., Lerman E.B.

55

Development of city passenger transport in the conditions of modernization of the Russian

 

economy

 

Romanenko Е.V.

60

The features of the development and interaction of the small, medium and large business

 

Teslova S.A.

65

Increasing the motor transport enterprise’s competitiveness: approaches to direction

 

Popova O. V.

69

Features of the formation mechanism of the interaction of small businesses in the transition to

 

innovative economy

 

Bykova R.G.

74

Factors and tendencies of development of the enterprise structures based on use of remote

 

control in modern conditions

 

Bobrova T.V., Kharinova M.Y.

78

Outsourcing in the entrepreneurial of road maintenance organizations

 

Korotaev D.N.

82

Functional modeling of business processes of enterprise activity

 

Gorlovskaya I. G.

86

Сharacteristics and problems of business on the securities market of Russia

 

Isaeva E.V.

94

Prospects for the development of self-regulatory institutions in the transport sector in Russia

Вестник СибАДИ, выпуск (3)21, 2011

4

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

РАЗДЕЛ I

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

УДК 621.879.445

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СКРЕБКА ТРАНШЕЙНОГО ЦЕПНОГО ЭКСКАВАТОРА С ГРУНТОМ

А.И. Демиденко, А.Б. Летопольский

Аннотация. Рассматривается процесс взаимодействия скребка с грунтом с учетом возникновения перед режущей кромкой напряженного состояния грунта и влияния на силу сопротивления копанию угла резания и формы режущей кромки.

Ключевые слова: траншейный экскаватор, рабочий орган, скребок, угол резания.

Введение

Возрастающий объем земляных работ, связанный с планами развития, как отдельных субъектов Российской Федерации, так и страны в целом, требует применения новых более эффективных и производительных машин. Большой объем работ будет приходиться на строительство трубопроводов для водоснабжения населенных пунктов. Планом энергетического развития страны предусмотрено строительство новых магистральных газо- и нефтепроводов. Продолжает действовать программа компании «Газпром» по газификации субъектов РФ. В связи с этим встает вопрос о создании новых и модернизации имеющихся образцов землеройной техники особенно машин непрерывного действия.

Широкое применение траншейных цепных экскаваторов (ЭТЦ) в разных областях строительства требует совершенствования конструкции этих машин. Особую актуальность в связи с этим приобретают вопросы повышения производительности за счет применения новой конструкций скребка [3,5], что является эффективным средством снижения энергоемкости и себестоимости разработки грунта, а, следовательно, и сроков строительства трубопровода.

Для получения эффективной формы скребка необходимо исследовать процесс взаимодействия рабочего органа с грунтом, осуществить поиск новых конструктивных решений, обеспечивающих снижение сил сопротивления копанию, возникающей при работе ЭТЦ.

Снижение сил, возникающих в процессе разрушения, можно достичь различными техническими решениями [2]. Наиболее простым и менее затратным считается способ, направленный на совершенствование конструкции скребка.

Основная часть

Аналитическое решение для определения сил сопротивления копанию грунта проводится на основе теории предельного равновесия грунта, с использованием основных положений и методов расчета сил резания грунта ножом с острой режущей кромкой, предложенных К.А. Артемьевым [4]. Нож в процессе копания уподобляестя подпорной стенке, надвигающейся на массив.

Для определения силы сопротивления копанию грунта скребком с выступающей средней частью рассмотрим его как сочетание

простых прямолинейных ножей (рисунок 1). Рассматривая грани скребка как подпор-

ные стенки, надвигающиеся на грунтовый массив, и уподобляя сопротивление грунта сжатию пассивному отпору, определяем значение силы пассивного сопротивления грунта, действующей на грани скребка.

Зная параметры грунта и скребка, строим систему характеристических кругов и определяем направления площадок скольжения в грунтовом массиве. Направление площадок скольжения в грунте и силы, действующие на грани скребка, определяются раздельно для каждой грани.

В ходе теоретического исследования приняты следующие допущения:

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

5

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

процесс копания грунта скребком рассматривается как периодически повторяющиеся сколы стружки грунта;

скребок в процессе копания уподобляется подпорной стенке, надвигающейся на массив грунта;

параметры грунта и рабочего органа известны;

скорость резания не превышает 2 м/с. Для определения силы сопротивления ко-

панию грунта нужно выполнить следующие этапы:

1.поиск поверхностей скольжения в грунтовом массиве;

2.определение аналитическим путем сил, возникающих на гранях скребка.

Сила сопротивления копанию грунта скребком с выступающей средней частью может быть определена на основании следующей зависимости:

Е Е1 Е2 Е3 Е4 ,

(1)

где Е1 Е1г Е1в Е1АСг Е2АВг Е3ААг 1 Е1АСв Е2АВв -

сила сопротивления копанию грунта выступающей частью скребка АСКF (рисунок 1), Н;

Е2 2[(Е1NQCг 1C Е1NQCв 1C ) (Е1MLCг 1C Е1MLCв 1C ) Е2DNCRг Е2DNCRв Е3NгА1 ]

- сила сопротивления копанию грунта боковыми гранями скребка (рисунок 1) Н; Е3 - сила

сопротивления копанию грунта вертикальным ножом, Н; Е4 - сила сопротивления от массы срезанного грунта на скребке, Н.

Рис. 1. Схема взаимодействия граней скребка с грунтом

Для расчета силы сопротивления копанию

грани АВ, принимая за поверхность грунта

грунта скребком с выступающей средней ча-

горизонтальную плоскость, проведенную че-

стью рассмотрим его как сочетание простых

рез точку перелома граней скребка.

прямолинейных ножей (рисунок 1).

Как следует из расчетной схемы (рисунок

Определим силу сопротивления копанию

1) в призме выпирания, создаваемой гранью

грунта на выступающей части. Для этого на-

АС, имеется только одна поверхность сколь-

ходим поверхности скольжения для грани АС,

жения АМ, поэтому силу, возникающую на

а затем находим поверхности скольжения для

 

6

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

h1 и h2

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

грани АС, можно определить как для ножа с

Равномерно распределенную

пригрузку

острой режущей кромкой.

 

определим по выражению

 

Горизонтальная составляющая силы со-

 

 

 

 

противления копанию

 

 

Gг

 

h1

 

 

 

 

 

1АСг (1 0,75tg в tg ) dy;

(2)

q1 СH ,

(7)

0

 

 

 

 

 

Вертикальная составляющая силы сопротивления копанию

h1

 

dE1АСв (tg 0,75tg в ) dy,

(3)

0

 

где - угол между плоскостью АС и вертика-

лью, град; в - угол внутреннего трения грун-

та, град; - нормальное напряжение грунта,

1

Па .

Для определения силы сопротивления на грани АВ определяем направление поверхностей скольжения, принимая за поверхность сыпучего тела горизонтальную плоскость

АА1 . Плоскость АD продолжаем до плоско-

сти скольжения ВН. В результате контакта грани АВ с грунтом перед ней возникают три

зоны: АВВ1 – зона наибольших напряжений,

АВ1К – зона особых напряжений и АКА1

зона наименьших напряжений. Продлив, плоскость АС до пересечения с ВН найдем силу, действующую на плоскость АК как разность сил, возникающих на грани АС и КС

 

 

h1 h2

h1

 

Е3АКг

М1

dy M1

dy;

(4)

 

 

0

0

 

 

 

h1 h2

h1

 

Е3АКв

М2

dy M2

dy.

(5)

 

 

0

0

 

Нормальное напряжение для промежуточных подпорных стен определяется по зависимости [1] и с учетом пригрузки принимает вид

1 К1( gу Сctg в q1) Сctg в , (6)

где K1 - коэффициент, определяемый аналитически, и зависит от типа подпорной стен-

ки [1]; - плотность грунта, кг / м3 ; g – ускорение свободного падения, м/с²; у – текущая координата по вертикали, м; C - удель-

ное сцепление грунта, Па ; q1-равномерно распределенная пригрузка, Н/м².

где Gг - сила тяжести грунта, находящегося выше поверхности СН, Н; СН – длинна скалываемого элемента, м.

СH h(ctg ctg ),

(8)

где h - толщина срезаемой стружки, м; - угол резания, град, - угол скола элемента грунта, град.

Неизвестные значения определим по выражениям

h1 ACsin ;

(9)

h2 АВе 'tg в sin ,

(10)

где ' - угол между АВ и АК (рисунок 1); е

основание натурального логарифма, АС и АВ

параметры скребка, м.

Угол ' определим

' (0,5 arcsinsin ). (11)

вsin

в

Чтобы получить искомое решение, перенесем действие горизонтальной и вертикаль-

ной составляющих Е3АКг и Е3АКв на плоскость

АА1 , при этом вычитаем из (4) и (5) силу ве-

са грунта в призме АКА1 и силу сцепления по плоскости А1К .

Сила веса грунта в призме АКА1

 

 

 

G

АКА1

g

АА h

 

(12)

2

 

 

 

 

 

г

 

 

1

2 .

 

АА1 определим из выражения

 

 

 

 

 

 

 

АА

2АВ sin cos

e

'tg в

.

(13)

 

 

1

 

cos

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение угла

определим из выражения

 

1

(0,5 в

arcsin

sin

) .

(14)

 

 

2

 

 

 

 

 

sin в

 

 

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

7

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Угол скола определим из выражения [2]

 

 

/4 в /2.

 

 

 

(15)

Е1г

t[АС sin (М1К1

(

gAC sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Удельное сцепление по плоскости

дей-

Cctg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ствует наклонно и ее составляющие равны

 

 

 

 

 

 

hb.ч (ctg ctg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB cos (М1К2(

gAB cos

Cctg в

 

 

 

0,5АВ sin 2 ctg С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сг

 

e ' tg в ;

(16)

 

 

 

 

E3AAв 1

cos в

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

2AB sin cos e

'tg

 

) Cctg в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср.ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АВ sin

2

 

С

 

 

 

 

 

 

ABsin e

'tg

в ((М1К1(

gABsin e 'tg в

 

 

Св

 

e 'tg в .

 

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

(23)

 

cos в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cctg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg в )

Горизонтальная составляющая силы, дейст-

bср.чh(ctg ctg )

 

 

0,5АВsin 2 ctg С

 

'

tg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вующей на плоскость АА1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

)](bср.ч

а).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos в

 

 

 

 

 

 

ЕАА1 ЕАК

С

 

.

 

(18)

Вертикальная составляющая силы сопротив-

 

 

г

 

ления копанию грунта

 

 

 

 

 

 

3г

3г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве равномерно распределенной пригрузки рассматриваем вертикальную состав-

ляющую силы Е3ААв 1 , действующую на плоскость АА1 .

q2

 

Е3ААв 1

,

(19)

АА1bср.ч

 

 

 

 

где b.ч - ширина стружки, вырезаемой вы-

ступающей средней частью скребка, м. Силы, действующие на грань АВ, когда

границей сыпучего тела является горизонтальная поверхность, на которой расположе-

на пригрузка

q2 ,

определяется следующим

образом

 

 

 

 

 

 

h3

2АВг

(1 0,75tg в tg ) dy ;

 

 

 

0

 

 

 

(20)

 

 

 

h3

dE 2АВв (tg

 

0,75 tg в ) dy (21)

 

 

 

0

Нормальное напряжение для крутой подпорной стенки определим по выражению

 

 

К

( gу сctg

 

 

Е3ААв 1

) Ссtg

 

,(22)

 

в

АА1bср.ч

в

 

2

 

2

 

 

 

 

где K2

-

коэффициент, определяемый ана-

литически, и зависит от типа подпорной стен-

ки [1].

Врезультате сумма выражений (2), (18) и

(20)c учетом ширины средней части АСКF

дает полное значение горизонтальной составляющей силы сопротивления копанию грунта выступающей средней частью скребка

Е1в

t1[АС sin (М 2

К1

(

gAC sin

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Gг

 

 

Cctg

в

 

 

 

 

) Cctg в )

hbср.ч (ctg ctg )

ABcos (М2К2 (

gABcos

Cctg

в

 

 

 

(24)

 

 

E3AAв 1 cos в

2

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg в )](bср.ч

а),

 

'

 

 

b.ч 2ABsin cos e

tg в

 

 

где t – поправочный коэффициент, для горизонтальной составляющей силы сопротивления копанию грунта t 0,715 , для вертикаль-

ной составляющей - t1 0,23[1]; а – коэф-

фициент, учитывающий силу сопротивления сколу грунта по боковым граням скребка.

Определим силу сопротивления копанию Е2

грунта, которая действует на боковую часть скребка.

Силы сопротивления копанию грунта, действующие на грань DNCR, определяются аналогично описанным выше способом, а при определении сил сопротивления копанию на грани NQС1C необходимо учесть, что разрушение грунта выступающей средней частью происходит на ширину, превышающую ширину этой части скребка, что ведет к исключению из процесса копания грунта определенной зоны MLC1C на горизонтальном ноже (ри-

сунок 1).

Горизонтальную составляющую для плоскости MLC1C, не участвующей во взаимодействии с грунтом, найдем из выражения

MLC С

h5

(b b )y

E1г 1

М1 (

1 2

b1)dy. (25)

h5

 

0

 

8

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Значения b1 и b2 определяются в виде:

b2 h5tg ;

(26)

 

 

b1 b2

h5tg ,

(27)

где - угол развала, град.

 

Результирующая сила сопротивления для

плоскости NQС1C равна:

 

ЕNQC1C

М

h5 dy М

h5

(

(b1 b2)y

b)dy;(28)

1

 

1г

 

1

 

h5

1

 

 

0

0

 

 

h7

 

 

Е3в t1 (М 4 dy)(bвер.н

а),

(35)

0

 

 

где bвер.н. - ширина вертикального ножа, м.

Кроме выше описанных сил, которые действуют на скребок, есть сила сопротивления перемещению срезанного грунта, значение которой зависит от параметров скребка и угла резания.

Силу веса грунта можно определить из расчета объема грунта, срезаемого скребком, и его транспортирующей способности в зависимости от угла резания.

h5

h5

(b1

b2)y

 

Е1NQCв 1C М2 dy М2 (

b1)dy.(29)

 

 

0

0

 

h5

Горизонтальная и вертикальная составляющие силы сопротивления копанию грунта,

действующие на плоскость NK1 , будут равны:

 

 

h5 h6

Е3NKг 1

Е1NQCг 1C Е1кг1с Е1NQCг 1C М1

dy;(30)

 

 

0

 

 

h5 h6

Е3NKв 1

Е1NQCв 1C Е1кв1с Е1NQCв 1C М2

dy. (31)

 

 

0

Gг mgKт VgKт , (36)

где m - масса грунта на скребке, которая остается до момента разгрузки, кг; V – объем срезанного грунта скребком, м³;Kт - коэффи-

циент транспортирующей способности скребка.

Объем срезанного грунта скребком определяется:

Силы сопротивления копанию грунта, действующие на грань DNCR, с учетом того, что грань DNCR совершает косое резание.

Горизонтальная составляющая силы сопротивления копанию:

h

 

dy , (32)

dE2DNCRг M3сos ' 0

4

где М sin( 1 ) ; ' - угол установки грани

3 cos sin 1

DNCR к направлению движения (рисунок 1);1 - угол наклона грани DNCR к горизонту,

град; Вертикальная составляющая силы сопро-

тивления копанию:

V hbс

(

H R(1 cos 0 )

R

0

), (37)

sin 0

 

 

 

2

 

где bс - ширина скребка, м; R – радиус описываемый режущей кромкой скребка, м; Н – глубина траншеи, м; 0 - угол поворота

скребка, град.

Тогда последнее слагаемое в выражении

(1) определим по зависимости:

E4 VgKт(

sin sin( )

 

sin cos( )

 

 

 

),(38)

sin( )cos

sin( )cos

где - угол внешнего трения грунта, град.

 

 

dE2DNCRв

M4сos '

h

(33)

Сумма выражений (28),(29), (30), (31), (32)

 

 

0 4 dy,

 

 

 

 

 

 

 

и (33) дают вторую составляющую выражения

где М4

 

cos( 1 )

.

 

 

(1).

 

 

Сумма выражений (23), (24), (28),(29),

 

 

 

 

 

cos sin 1

 

 

(32), (33), (34), (35) и(38) с учетом (25) дает

Определим

силу сопротивления

копа-

полное выражения для определения сопро-

тивления резанию грунта скребком с высту-

нию Е3

на вертикальном ноже:

 

пающей средней частью:

 

 

 

h7

 

 

 

Е3г t(М3

dy)(bвер .н.

а);

(34)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

9

ТРАНСПОРТ. ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Е1г t[АС sin (М1К1 (

gAC sin

Cctg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hb.ч (ctg ctg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB cos

 

 

(М 1

К 2 (

gAB

 

 

cos

 

 

 

 

Cctg

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E3AAв 1

cos

в

 

 

 

 

 

 

) Cctg

 

в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bср .ч

2 AB sin

 

 

cos e

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB sin

 

 

e

'tg

в (М

1 К 1 (

 

gAB

 

 

sin e 'tg в

 

 

Cctg

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

в

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bср .ч h(ctg

ctg )

 

0,5 АВ sin

 

2 ctg С

e 'tg в )]( bср .ч

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t1 [ АС sin

 

(М

 

2 К 1 (

gAC

 

 

sin

 

 

 

Cctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

 

в

)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

hb ср .ч

(ctg

 

ctg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t(CN sin [(М

1

К

1

(

gCN sin

Cctg

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

в

](b' a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CN sin (ctg ctg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CN sin М

1

К

1

(

gCN sin

(5b 2b

2

) Cctg

в

(1,5b 0,5b

2

) Cctg

в

(1,5b

0,5b

2

)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ND cos сos '[(М

3К2 (

gND cos

 

 

Cctg в

 

 

 

 

 

 

 

E NA1

cos

в

 

 

 

 

 

 

) Cctg в )](b'

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2ND sin cos e tg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ND sin e 'tg в [М

1

К

1

(

gND sin e 'tg в

Cctg

в

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CN sin (ctg ctg )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cctg в

 

 

0,5ND sin 2 ctg С

e 'tg в ])(b'

 

а))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t (СNsin [М

 

 

К

(

gCNsin

Cctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) Cctg

 

](b' а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

CNsin (ctg ctg )

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СNsin [М

 

К

 

 

(

gCNsin

 

(5b 2b ) Cctg

 

(1,5b 0,5b ) Cctg

(1,5b 0,5b )]

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NDcos [М

 

К

 

 

 

(

gNDcos

Cctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E3NAв 1

cos в

 

) Cctg

](b' а))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2NDsin cos e 'tg в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gh2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gh2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[t(М

 

К

 

 

(

 

 

 

 

7

 

 

Cctg

h ) Cctg

 

h ) t (М

 

К

 

(

 

7

 

 

Cctg

h ) Cctg

h )](b

 

а)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

7

 

 

 

 

1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

7

 

вер.н

 

 

VgK

 

(

sin sin( )

 

 

sin cos( )

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

sin( )cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin( )cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

копанию и учтено в вышеописанных выраже-

 

1. Получена расчетная формула для оп-

 

 

 

 

ниях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ределения силы сопротивления копанию грун-

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработанный метод расчета полной

та скребком ЭТЦ, которая учитывает: образо-

 

 

 

 

 

силы сопротивления копанию грунта на осно-

вание напряженного состояния грунта перед

 

 

 

 

 

ве теории предельного равновесия грунта от-

режущей кромкой, влияние на сопротивление

 

 

 

 

 

ражает конструктивные особенности скребка и

копанию

 

 

угла

 

резания

и

формы

 

 

режущей

 

 

 

 

позволяет проанализировать

влияние угла

кромки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

резания на процесс копания грунта.

 

 

2. Увеличение угла резания ведет к изме-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

нению угла наклона подпорной стенки. В ре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зультате изменяется размер срезаемого эле-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мента стружки,

 

 

 

 

 

 

размеры

напряженных

 

 

зон

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Артемьев К.А. Теория резания грунтов зем-

перед гранью резца и сцепление по площадке

 

 

 

 

леройно – транспортными машинами: Учеб.

скольжения, а также меняется масса грунта на

 

 

 

 

 

 

 

 

пособие. – Омск: ОмПИ, 1989. – 80 с.

 

скребке,

 

 

 

что влияет на силу сопротивления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

Вестник СибАДИ, выпуск 3 (21), 2011

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]