Підвищення ефективності розпушувального обладнання

Костенюк Олександр
Тетерятни Олександр
Довбня Руслан
(Київ, Україна)
ТЕХНІЧНІ НАУКИ
(Машинознавство)
ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОЗПУШУВАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ
Аналіз виконання земляних робіт дозволяє зробити висновок, що одним із найбільш ефективних способів розробки міцних (скельних і мерзлих) ґрунтів є їх пошарове розпушення навісними розпушниками на базі потужних гусеничних тракторів. Технологія проведення підготовчих робіт таким способом відрізняється від інших високою продуктивністю, малими енергоємністю і собівартістю розробки ґрунту при відносній простоті і невеликій металоємкості робочого обладнання [1, 3]. Застосування гусеничних розпушників як окремих машин у загальному технологічному процесі забезпечує роботу землерийних і землерийно-транспортних машин протягом всього року в будь-яких кліматичних зонах. Промерзання ґрунтів на глибину 1…1,2 м, незважаючи на відносно теплий клімат України, зумовлює актуальність застосування такого класу техніки, особливо при проведенні масштабних земляних робіт.
Однією із проблем, які негативно впливають на роботу розпушників, є самовільна зміна глибини різання. Це обумовлено тим, що при роботі гострим наконечником зуб розпушника затягується в ґрунтовий масив, а при наявності на наконечнику площадки зносу – виштовхується із масиву [2]. При цьому розпушник вивішується відносно однієї із крайніх точок його бази. Ця проблема призводить до погіршення умов зчеплення гусениць з ґрунтом і стійкості трактора. Крім того, збільшення глибини різання при затягуванні зуба призводить до зростання опорів ґрунту різанню, що може навіть унеможливити роботу машини. До того ж це призводить до збільшення втомлюваності оператора машини, що впливає на зниження продуктивності розпушника [4].
Одним із шляхів вирішення проблеми є розробка конструкції навіски розпушника, в якій передбачено можливість пересування стійки зуба уздовж подовжньої осі трактора. Завдяки цьому забезпечується зміна плеча дії затягую чого зусилля відносно точки вивішування трактора. При відповідних співвідношеннях між цим плечем і глибиною різання з урахуванням тягових можливостей базового трактора і міцності ґрунту можна досягти рівності нулю моментів всіх сил відносно точки вивішування. Виконання цієї умови забезпечить стабілізацію глибини різання.
Значення плеча сили l нормального опору ґрунту різанню, при якому буде відсутнє затягування або виштовхування зуба розпушника можна знайти з рівності моментів відносно точки А (рис.1). При цьому глибина різання є невідомою величиною, від якої також залежать значення дотичної та нормальної складових сил опорів ґрунту різанню і . Для знаходження цих параметрів використовується рівняння тягового балансу розпушника.

Рис. 1. Розрахункова схема розпушувального обладнання

Оптимальними умовами роботи розпушника є такі, коли вся сила тяги трактора Т реалізується на подолання сумарного опору.
Для перевірки умови нормальної роботи розпушника за зчепленням гусеничного рушія з ґрунтом розраховується сила тяги базового трактора. При виконанні умови забезпечується нормальна робота розпушника.
Тобто, провівши відповідні обрахунки, є можливість визначити для кожного конкретного ґрунту оптимальне значення плеча сили l нормального опору ґрунту різанню, яке буде забезпечувати незмінність глибини різання. Порівняння режимів роботи розпушника з економічної точки зору (для оптимізації швидкості руху та вибору необхідної передачі базової машини) визначається його продуктивність.
Література:
1. Машини для земляних робіт: Навчальний посібник/ Хмара Л.А., Кравець С.В., Нічке В.В., Назаров Л.В., Скоблюк М.П., Нікітін В.Г. Під загальною редакцією проф. Хмари Л.А. та проф. Кравця С.В. Рівне-Днепропетровськ-Харків. 2010. – 551 с.
2. Горбатюк Є.В. Обґрунтування конструктивних особливостей низькоенергоємних динамічних робочих органів та навісок землерийних машин/ Є.В. Горбатюк, М.О. Пристайло, О.А. Тетерятник// Зб. “Гiрничi, будiвельнi, шляховi та мелiоратiвнi машини”, вип.85. Респ. межвiд. науково-технiчн. Збiрник. Киiв, 2015, С. 97-105– С. 73–74.
3. Фомин А.В. Повышение эффективности гусеничных рыхлителей путём ограничения износа наконечников: Автореф. дис. канд. техн. наук. – К.: 1986, 21 с.
4. Пелевін Л.Є. Прогнозування ефективності землерийних машин/ Л.Є. Пелевін, Є.В. Горбатюк, В.О. Волянюк// Сучасні інформаційні та інноваційні технології на транспорті (MINTT-2019): матеріали ХІ Міжнар. наук.-практ. конф., 28–30 трав. 2019 р. Херсон: ХДМА, 2019. С. 402–406.