книги из ГПНТБ / Смирнов, В. И. Строительные машины учебник

вождается раздвижением грунта перед уплотненным ядром в боко­ вые и нижележащие слон. Это обстоятельство подтверждает-

Рис. 12-4. Формы уплотненных ядер (а) и изобары давления перед эле­

ментарными профилями (б)

ся и формулой Кулона т = Со+а/„ (с ростом глубины значение а увеличивается).

Рис. 12-5. Образование тел скольжения перед элементарным про­ филем

На основании многочисленных экспериментов в талых грунтах А. Н. Зеленин пришел к следующей зависимости сопротивления

220

резанию (с учетом трения боковых стенок профиля о грунт) от глубины резания профиля h:

Pp = S 2A1'35,

где Вг — постоянная для данных режущего профиля и грунта величина.

При исследованиях были установлены также зависимость силы резания Р9 от ширины стружки Ь, угла резания б и угла заостре­ ния ?в профиля:

В этом выражении h и b в см\ при 6 < 1 см выражение в первых скобках следует принимать равным (1—0,1 Ь) \ б — в рад\ р0 — коэф­ фициент, учитывающий угол заострения вертикального профиля (Зв и имеющий значения, приведенные в табл. 1 2 -1 ; р — коэффициент, учитывающий влияние открытых боковых стенок срезаемого пласта.

Значения р для случаев б) и в) зависят от вида грунтов, их состояния, от соотношения h и Ь и приведены в исследованиях Зе­ ленина только для некоторых значений указанных параметров

(табл. 1 2 -2 ).

221

При резании у открытой боковой стенки (рис. 12,6, г) р, равны:

Для неповоротных отвалов бульдозеров сопротивление резанию

где К3— коэффициент, учитывающий снижение усилия Р р за счет применения зубьев, обеспечивающих предварительное рыхление грунта.

Одной из особенностей исследований Ю. А. Ветрова является учет пространственное™ взаимодействия режущего инструмента с грунтом, что в частности проявляется в разном характере зави­ симостей Р р от b и h. '

Эта закономернреть объясняется тем, что сопротивление грун­ тов резанию имеет разную величину и природу в разных зонах раз­

222

рушения. При резании острым ножом выделяется три зоны разру­ шения (рис. 12-7):

—лобовая 1, где сопротивление Рмв пропорционально ее пло­ щади и зависит от прочности грунта и угла резания;

—боковых расширений 2, сопротив­ ления в которой Рбок по обеим сторо­ нам элемента пропорциональны ее пло­ щади и зависят от прочности грунта;

—зона боковых срезов 3 (тоже двой­

Особое место в исследованиях Ю. А. Ветрова занимает изуче­ ние влияния износа и затупления режущего элемента на сопро­ тивление резанию, которые могут повышать это сопротивление до двух и более раз.

Рис. 12-8. Схемы резания грунта изношенными (о) и затупленными (б) ножом и клином

На площадку износа или поверхность затупления (рис. 12-8) действует дополнительное сопротивление Р3, увеличивающее об­ щее сопротивление резанию. Кроме того, возникают сопротивле­ ния РВыт, стремящиеся вытолкнуть режущий элемент из грунта.

Значение Р3 определяется как

где р3— удельное сопротивление, приходящееся на единицу длины площадки износа (затупления) и зависящее от группы грунта и величины износа.

223

Расчет сил сопротивления копанию от затупления производится по формулам

мости решения вопроса о влиянии скорости резания на сопротивле­ ние грунтов резанию.

224

Рис. 12-10. Взаимодействие с грунтом косого клина и геомет­ рические соотношения в косом клине

Перпендикулярно рабочей поверхности острого косого клина

можно найти соотношения между ними.

226

Изучая косое резание и копание, следует помнить о различии процессов резания и копания.

Косое резание можно представить как разрушение грунта но­

вверх и вдоль отвала к его боковой кромке, вызывают силы боко­ вого трения Дтр 6ок, увеличивающие сопротивление резанию. При

полублокированном резании со сходом грунта в сторону его откры­ той боковой стенки значение боковых сил трения, особенно при величинах b и /г одного порядка, невелико и сопротивление Дркос

может быть ниже, чем при лобовом резании. Это можно объяснить меньшими напряжениями сжатия, необходимыми для сдвига и скола грунта в сторону открытой стенки.

При косом копании грунта перед отвалом образуется призма волочения, грунт из которой постоянно сходит и замещается вновь срезанным. С увеличением X (при полной призме) сопротивление от движения призмы в общем балансе сил сопротивления копа­ нию Рк.кос будет расти и может играть определяющую роль.

Сопротивление призмы в значительной степени зависит от ее объе­ ма, интенсивности схода грунта с отвала, угла захвата и коэффи­ циента трения грунта по отвалу / гс.

Установлено, что объем призмы при косом копании с умень­ шением <рзх падает и при ®3х=0,78 рад может составлять 50% от объема призмы при лобовом резании. Интенсивность схода, харак­

водит к снижению абсолютного значения сопротивления от призмы и, следовательно, к общему снижению Яккос при косом копании

Таким образом, рассчитав значение Рк (по ранее приведенным формулам), по выражению (12-24) определяем Я кп. — Рх, а из

(12-23) —Я,„ Ру и Рг.

Глава 13

МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ И ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

§ 13-1. Машины для подготовительных работ

Для подготовки территории к развертыванию строительства наиболее часто используются кусторезы (рис. 13-1,а), корчева-

балками. Движение отвала относительно рамы ограничивается упорами отвала.

Подъем и опускание рабочего органа осуществляется гидрав­ лической или механической (канатно-блочной) системами. Испол­ нительным органом последней является полиспаст, расположенный

Рис. 13-2. Схемы устройства и сил взаимодействия кустореза с пас­ сивным рабочим органом

в передней части базовой машины. Канатно-блочная, система при­ водится в действие от тракторной лебедки, смонтированной на па­ нели заднего моста трактора и имеющей привод от трансмиссии трактора. Гидравлическая система состоит из масляного бака, шестеренного насоса, маслопроводов, распределителя и гидро­ цилиндров 7, являющихся исполнительным органом системы. Управление отвалом производится из кабины машины.

Кусторезы с пассивным рабочим органом на тракторе с тяго­ вым усилием 30 кн срезают деревья диаметром до 18 см, а с уси­ лием 60 кн ■— до 30 см.

229