Главная » 2014 » Август » 20 » Скачать Разработка и исследование грунтоуплотняющего устройства шагающего типа. Дикий, Роман Владимирович бесплатно
06:53
Скачать Разработка и исследование грунтоуплотняющего устройства шагающего типа. Дикий, Роман Владимирович бесплатно
Разработка и исследование грунтоуплотняющего устройства шагающего типа
Диссертация
Автор: Дикий, Роман Владимирович
Название: Разработка и исследование грунтоуплотняющего устройства шагающего типа
Справка: Дикий, Роман Владимирович. Разработка и исследование грунтоуплотняющего устройства шагающего типа : диссертация кандидата технических наук : 05.02.13 / Дикий Роман Владимирович; [Место защиты: Юж.-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса] Шахты, 2007 159 c. : 61 07-5/5201
Объем: 159 стр.
Информация: Шахты, 2007
Содержание:
1 ВВЕДЕНИЕ
Глава
I Состояние вопроса и задачи исследования
11 Обзор технологий прокладки траншей, котлованов и оросительных каналов
12 Анализ парка оборудования для уплотнения грунта траншей и котлованов
Выводы по главе
Глава
II Проектирование грунтоуплотняющего устройства на основе приближенного прямолинейно-огибаюш;его механизма
21 Кинематический анализ и синтез огибаюп],их механизмов
22 Определение кинематических характеристик грунтоуплотняющего устройства
Выводы по главе
Глава
III Силовой анализ грунтоуплотняющего устройства
31 Определение вертикальной статической нагрузки с учетом приближенных прямолинейно характеристик грунта
32 Определение реакций в шарнирах грунтоуплотняющего устройства
33 Динамический анализ с законом сохранения момента импульса и учетом механической характеристики двигателя
Выводы по главе
Глава
IV Разработка и исследование устройства для уплотнения и вытрамбовывания траншей со сложным движением исполнительного органа
41 Прочностные расчеты грунтоуплотняющего устройства Расчет механических передач привода устройства Общий порядок и пример расчета грунтоуплотняющего устройства
42 Экспериментальное исследование взаимодействия грунтоуплотняющих опор с грунтом
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение:
Актуальность темы исследования. В жилишно-коммунальном хозяйстве, промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве наиболее трудоемкими являются земляные работы, особенно работы, связанные с прокладкой траншей и каналов. Как в России, так и за рубежом, прокладка траншей и каналов осуш,ествляется в основном способом выемки грунта с последующим уплотнением дна. В связи с этим уже на начальном этапе планируются затраты на выемку и вывоз грунта, а также на организацию работ по уплотнению грунта дна траншей. Для увеличения несущей способности дно необходимо уплотнять качественно, так как от степени уплотнения дна траншеи зависит долговечность возведенных зданий и сооружений и в дальнейшем расход средств на их эксплуатацию и ремонт. Одним из направлений снижения производственных затрат на земляные работы по прокладке траншей (работы нулевого цикла) является применение способа прокладки без выемки грунта, или вытрамбовывание. В настояшее время этот способ является наиболее перспективным, однако, изза низкой производительности применяемых для этого устройств, применяется значительно реже, а его широкое внедрение сдерживается недостаточным уровнем механизации, несмотря на широкое разнообразие землеройной и грунтоуплотняющей техники. Низкая производительность способа обусловлена отсутствием такой конструкции машины, которая позволила бы обеспечить непрерывность процесса вытрамбовывания при приемлемых габаритах и мобильности, что особенно актуально для маломерных траншей и каналов. Актуальность поставленных задач подтверждается не только появлением литературных источников по теории и практике нового способа прокладки траншей [1, 2, 29, 93, 94, 119], но и оживлением патентного сегмента, связанного с разработкой специальных устройств [42, 45, 47, 54, 87, ИЗ]. Однако предложенные технические решения обладают высокой сложностью конструкции и требуют нрименения дополнительных средств механизации для перестановки устройства в следующую зону уплотнения. Тем не менее, патентный поиск выявил тенденцию к применению в таких устройствах сегментного уплотняющего рабочего органа [112, 113, 125], выполняющего движение раскатки грунта. Применение такого рабочего органа позволяет в сравнении с катком при равном удельном давлении в несколько раз уменьшить металлоемкость и габаритные размеры, что значительно повышает мобильность и маневренность устройства. Этим обусловлена необходимость разработки новых методов расчета и конструкций устройств для уплотнения и вытрамбовывания траншей и каналов, отвечающих основным требованиям: высокая производительность; непрерывность способность; малогабаритность, процесса вытрамбовывания; высокая и и уплотняющая энергоемкость; технологичность минимальные маневренность, металлоемкость универсальность конструкции; высокая эксплуатационная надежность и др. На основе анализа функциональных механизмов строительных машин в работах [37, 49] исполнительных отмечается перспективность использования в качестве механизмов грунтоуплотняющих замкнутым устройств механизмов с напряженным являются кинематическим контуром. Такими механизмами прямолинейно-огибающие механизмы [64], которые позволяют создавать на их основе машины, обладающие низкой размерами стоимостью и изготовления, низкими незначительными габаритными массой, энергозатратами и материалоемкостью при производственном процессе, и, самое главное, непрерывность процесса уплотнения при дискретности следообразования. Перспективными в рамках нового класса прямолинейно-огибающих механизмов [64] могут быть некоторые из шагающих движителей [25, 126128 ], особенно тот, у которого обеспечивается непрерывность колеи при перестановке сегментного рабочего органа, выполняющего сложное движение огибания дна траншеи [127]. Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка теоретических принципиально вытрамбовывания нового траншей предпосылок создания конструкции устройства каналов сложным на для основе грунтоуплотняющего и оросительных со прямолинейно-огибающего исполнительного органа. механизма движением Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач: анализ технологий прокладки траншей и принципов воздействия рабочих органов существующих машин, разновидностей из их землеройных и и грунтоуплотняющих динамических исходя для кинематических особенностей, определения наиболее перспективного способа прокладки траншей; выявление возможности создания на высокопроизводительного основе приближенных грунтоуплотняющего устройства прямолинейно-огибающих механизмов; определение кинематических характеристик исполнительного механизма грунтоуплотняющего устройства на основе кривошипнокулисного прямолинейно-огибающего механизма и закона движения грунтоуплотняющего устройства для выбора оптимального режима работы устройства; определение устройства, динамических учитывающих характеристик особенности грунтоуплотняющего сложного движения исполнительного органа; разработка методики расчета привода исполнительного механизма грунтоуплотняющего устройства с учетом механической характеристики асинхронного двигателя; создание макета грунтоуплотняющего устройства, позволяющего подтвердить его работоспособность и теоретические предпосылки в области кинематических и динамических показателей. Методология и методы исследования. Решение поставленных задач диссертационного исследования осуществляется на основе методов и средств теории механизмов и машин, теоретической механики, теории уплотнения дорожно-строительных материалов, теории механики грунтов. Исследования проводились с применением ЭВМ, при этом использовались методы анализа и синтеза механических систем с помощью математических реализация методами. которых осуществлялась аналитическими и моделей, численными Научиая новизна: на основе анализа технологий прокладки выявлено, что наиболее перспективным является способ прокладки без выемки грунта, а существующие грунтоуплотняющие устройства применяются в основном для уплотнения дна уже проложенной траншеи и обладают рядом недостатков, главными из которых являются: сложность конструкции, значительная металлоемкость и энергоемкость; на основе анализа схем прямолинейно-огибающих механизмов выявлена перспективность использования в качестве исполнительного механизма грунтоуплотняющего устройства кривошипно-кулисного шагающего механизма; с помощью теории интерполяционного синтеза определены его основные размеры; определены кинематические характеристики движения грунтоуплотняющего устройства в целом и каждой из его опор; в аналитическом виде получена зависимость рабочего угла опоры от обобщенной координаты; впервые предложен и реализован алгоритм решения дифференциального уравнения движения машинного агрегата привода исполнительного механизма грунтоуплотняющего устройства с учетом механической характеристики двигателя и с использованием закона сохранения момента импульса; силовой анализ механизма грунтоуплотняюш,его устройства выполнен методом продольных реакций; установлена между и экспериментально статической подтверждена нагрузкой, зависимость вертикальной органа параметрами рабочего грунтоуплотняющего устройства (ширина, радиус) и глубиной уплотнения. Практическая ценность: разработано оригинальной оросительных и изготовлено грунтоуплотняющее вытрамбовывания приближенного устройство траншей и конструкции для каналов на основе кривошипно- кулисного прямолинейно-огибающего механизма; разработан пакет программ для кинематического и динамического расчета механизма грунтоуплотняющего устройства в математической среде Maple и среде Exel с использованием макросов Visual Basic of Applications (VBA). Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций нодтверждается созданием работоспособного макета грунтоуплотняющего устройства, результатами экспериментальных исследований взаимодействия грунтоуплотняющих опор с грунтом с использованием стандартных измерительных приборов, современных методик ведения исследований и статистической обработки результатов эксперимента, Анробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса (г. Шахты, 2004 2007 гг.), международной научнотехнической машин» (г. конференции «Проблемы Пенза, 2006 г.), исследования и ироектирования конференции "Теория международной механизмов и механика машин", посвященной 100-летию со дня рождения академика И.И. Артоболевского (г. Краснодар, 2006), Всероссийской научнотехнической конференции "Информационные системы и модели в научных исследованиях, нромышленности и экологии" (г. Тула, 2007). Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 13 работ, полезную модель. в том числе патент на изобретение и патент на Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, 5 приложений и содержит 139 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 5 таблиц и СПИСОК_ЛИТЕРАТУРЫ из 136 наименований. Диссертация конструирование выполнена машин" на кафедре "Прикладная механика и Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса.
