И определение усилия резания
В соответствии с существующей теорией резания грунта следует различать два понятия: резание и копание грунта. Резание – процесс отделения грунта от массива при помощи рабочего органа, обычно имеющего вид клина. Копание – совокупность процессов, включающих в себя резание грунта, перемещение его по рабочему органу и впереди последнего, а для некоторых машин и перемещение внутри рабочего органа [2]. Процесс резания и копания грунта может осуществляться при помощи прямого (плоского) или косого трехгранного (косого) клина. По первому методу работают рабочие органы рыхлителя, скрепера, неповоротного (простого) бульдозера, ковша экскаватора, а по второму - поворотного (универсального) бульдозера и автогрейдера. Резание является основной операцией землеройных машин и имеет сложный характер, протекание его зависит от различного рода факторов: свойств и состояния грунта, формы и величины площади стружки, способа разработки, геометрии рабочего органа и других. Так, поверхность сухого и твердого связного грунта после прохода машин становится неровной ввиду того, что грунт в этом случае откалывается кусками небольшой величины. В свою очередь, влажный связной грунт отрывается от массива в виде пласта и, изгибаясь, поступает на поверхность рабочего органа. Несвязной грунт при резании разрушается и скапливается перед лобовой поверхностью рабочего органа, образуя выпуклость. В общем случае экспериментально установлено, что удельное сопротивление резанию и копанию повышается с увеличением содержания в грунте глинистых частиц и с уменьшением его влажности. Основываясь на многочисленных результатах исследований влияния номенклатуры грунтов и параметров стружек на коэффициент удельного сопротивления копанию при работе землеройных машин с различными рабочими органами, профессор Н.Г. Домбровский предложил следующую упрощенную формулу для определения силы сопротивления резанию грунта W, Н: W = k0bh = k0F, (1) где k0 - удельное сопротивление грунта резанию (копанию), Н/м2; b –ширина вырезаемой стружки, м; h – толщина стружки (глубина резания), м; F – площадь вырезаемой стружки, м2. Величина удельного сопротивления k0 в зависимости от вида машины и зернового состава грунта изменяется от 50 до 250 кН/м2. Развивая дальше теорию резания, основанную на результатах экспериментальных исследований, профессор А.Н. Зеленин установил прямую пропорциональную зависимость между значением удельного сопротивления копанию k0 и числом ударов C динамического плотно- мера (рис. 2).
Рис. 2. Динамический плотномер (ударник СоюздорНИИ): 1 – ограничитель; 2 – груз; 3 – стержень; 4 – шайба; 5 – наконечник Плотномер представляет собой направляющий стержень 3, по которому между ограничительными шайбами 1 и 4 падает груз 2 массой 2,5 кг с высоты 0,4 м [3]. По числу ударов С, необходимому для погружения в грунт наконечника 5 круглым сечением площадью F = =1 см2 на глубину 0,1 м, можно определять категорию грунта по трудности его разработки (табл. 1). Таблица 1
|
