Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию

Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию

Исследование процесса резания грунта

Цель работы

Целью работы является определение экспериментальным способом коэффициента сопротивления грунта резанию.

Теоретическая часть

Резанием грунта именуется процесс механического отделения определенного объема грунта от массива с помощью рабочего органа клинообразной формы. Этот процесс сопровождается деформацией формы грунта за счет сжатия, сдвига и отрыва вырезаемой стружки, сопровождаемой преодолением сил Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию сцепления грунта и сил трения грунта о грунт и грунта о металл.

В первый раз на теоретическом уровне сопротивление грунта резанию обусловил акад. Горячкин В. П. Формула акад. В.П. Горячкина была получена для резания грунта сельскохозяйственным плугом и имеет последующий вид:

где Gпл – вес плуга, Н;

f – коэффициент трения грунта о Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию металл;

b – ширина вырезаемой стружки, см;

h – толщина вырезаемой стружки грунта, см;

F – площадь вырезаемой стружки, см2.

Применительно к рабочим органам землеройных машин из этой формулы начали использовать только ее часть, касающуюся сопротивления резанию.

При помощи второго члена формулы можно найти силу трения плуга о грунт, а 3-ий Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию учитывает деформацию переворачиваемого пласта грунта.

В текущее время на практике силы резания грунта определяются с внедрением формулы академика В.П. Горячкина, согласно которой сопротивление резанию пропорционально площади сечения разрабатываемого слоя грунта.

(2.1)

где Рр – сопротивление резанию, Н;

К – удельное сопротивление грунта резанию, определяемое экспериментальным методом, Н/см2;

F – площадь вырезаемой стружки Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию, см2.

Ввиду того, что сопротивление резанию в ряде всевозможных случаев проблемно отделить от других сопротивлений, возникающих на рабочем органе при разработке грунта, к примеру, трение грунта о рабочий орган и т.п., зависимость (2.1) время от времени употребляют для суммарного определения всех обозначенных сопротивлений и силу Рр Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию именуют сопротивлением рытью. В этих случаях коэффициент К носит заглавие удельного сопротивления рытью. Для каждого типа рабочих органов он определяется раздельно.

В текущее время для большинства типов рабочих органов землеройных машин разработаны способы определения усилий, возникающих на рабочем органе каждого типа (для отвала, ковша).

Сопротивление грунтов резанию находится в зависимости Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию от физико-механических параметров грунта, также от формы и размеров рабочих органов землеройных машин. Формула (2.1) не учитывает воздействие геометрической формы рабочих органов на сопротивление грунта резанию.

Основными физико-механическими показателями, определяющими характеристики грунтов в отношении сопротивления их резанию, является сцепление грунта, внутреннее и наружное трение, которое зависит приемущественно от Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию гранулометрического состава, плотности, влажности и особенности структуры грунта.

Воздействие гранулометрического состава на сопротивление резанию разъясняется различной ролью песочных и глинистых частиц в грунте. Сопротивление резанию растет с повышением процентного содержания в грунте глинистых частиц из-за роста сцепления глинистого грунта.

Плотность грунта значительно оказывает влияние на сопротивление резанию Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию. Для 1-го и такого же типа грунта при иных равных критериях сопротивление резанию возрастает с повышением плотности, время от времени в пару раз. Сопротивление резанию также зависит от влажности и в основном у глинистых, чем у песочных грунтов. В узеньких границах влажности повышение количества связанной воды приводит к возрастанию сопротивления резанию. Увеличение Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию влажности сначало вызывает понижение сопротивления до того времени, пока не начинается прилипание грунта к рабочим органам.

Удельное сопротивление грунта резанию растет с повышением глубины резания. Это происходит вследствие того, что в зоне боковой части ножика грунт разрушается в боковых расширениях прорези. Чем поглубже толщина вырезаемой стружки, тем больший Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию объем разрушаемого грунта в боковом расширении прорези. В большинстве случаев этот грунт не забирается рабочим органом, хотя энергия на разрушение этого грунта расходуется. Этот грунт может попадать в рабочий орган, если употребляются так именуемые полукруглые ножики. Они употребляются, приемущественно, на экскаваторах. При разрушении грунта узеньким рабочим органом с большой Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию шириной стружки сопротивление резанию растет.

Набросок 2.1 – Резание грунта с схожей площадью F1 = F2, но с разной шириной стружки

Сопротивление грунта резанию, а означает, коэффициент сопротивления резанию зависят от угла резания, уменьшаясь с уменьшением этого угла. Воздействие этого угла на удельное сопротивление резанию в особенности значительно при углах резания более 30˚ и Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию добивается 1-2% при увеличении угла резания на 1˚. Чтоб убрать трение нижней грани ножика о грунт создают заточку ножика так, чтоб задний угол δ был равен 5-7˚. Угол заострения θ исходя из условия прочности и износостойкости ножика принимают более 25-30˚, а угол резания ножика у разных рабочих органов принимают равным 30-60˚.

Набросок 2.2 – Схема ножика Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию землеройной машины

Резание грунта с углом захвата α = 90˚ в направлении движения машины принято именовать лобовым резанием, а при угле захвата, отличающимся от 90˚ - косым. Считается, что косое резание является наименее энергоемким процессом, чем лобовое. Но следует иметь ввиду, что с уменьшением угла захвата растут боковые составляющие сопротивления резанию, которые могут привести к Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию потере курсовой стойкости машины.

Процесс резания грунта, обычно, носит ярко выраженный динамический нрав. Разрушение грунта происходит по поверхностям скола. Угол скола ψ (набросок 2.4) примерно для процесса резания можно найти по формуле ψ ≈ 45-φ/2, где φ – угол внутреннего трения грунта. При перемещении грунта по поверхности либо снутри поверхности рабочего органа в зоне скола грунта появляется пригрузка Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию σ, которая ведет к уменьшению угла скола. К примеру, при работе скрепера угол скола изменяется от 35˚ до 10-12˚. Осциллограмма процесса резания имеет при всем этом последующий вид (набросок 2.3).

Набросок 2.3 – Осциллограмма процесса резания грунта

Динамическая составляющая ΔРД может быть определена по формуле

(2.2)

где - длина поверхности скола, см, ;

b – ширина поверхности скола, при плоских Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию ножиках принимается равной ширине рабочего органа, см

С – коэффициент сцепления грунта, Н/см2.

Для оценки динамики рабочего процесса следует знать площадь скола Fск, его длину и угол скола ψ. Замерить их экспериментально проблемно. Предполагая, что у прямолинейных ножей скол грунта происходит сразу по всей ширине ножика, в формулу (2.2) подставим значение

(2.3)

откуда Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию угол скола определяется из формулы

(2.4)

либо

(2.5)

Значение получаем из осциллограммы записи рабочего процесса резания грунта (набросок 2.3), а b и h замеряем с помощью рулетки. Коэффициент сцепления грунта С определяем с помощью сдвигового прибора.

Набросок 2.4 – Схема скола грунта перед рабочим органом

Понижение динамики рабочего процесса машин может быть достигнуто либо понижением пригрузки σ в Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию зоне скола (у скреперов применение элеваторной либо шнековой загрузки) либо за счет обеспечения неоднородности скола грунта по ширине рабочего органа. С этой целью используют ступенчатые у скреперов либо полукруглые ножики у экскаваторов. Динамический нрав резания грунта приводит к понижению надежности машины. Потому целенаправлено при проектировании машин создавать демпфирование динамических нагрузок с Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию установкой демпфирующего устройства может быть поближе к месту появления динамических нагрузок либо использовать ножики, которые проводят к уменьшению динамики рабочего процесса.

Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию

Работа производится в последующем порядке.

1. Приготовить грунт требуемой категории, его увлажнение и уплотнение произвести с помощью площадочного Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию вибратора.

2. Проконтролировать качество уплотнения с помощью модели ударника ДорНИИ. Плотность грунта должна быть схожа по всей длине резания грунта ножиком.

3. Установить исследуемый ножик на тензометрическую телегу таким макаром, чтоб толщина вырезаемой стружки по ширине была схожей.

4. Произвести тарировку тензометрической телеги.

5. Произвести резание грунта на участке 1-2 м с записью сопротивления грунта резанию Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию, толщины и ширины вырезаемой стружки.

6. Произвести расшифровку осциллограммы записи сопротивления грунта резанию.

7. Найти коэффициент сопротивления грунта резанию по среднему значению силы Рр сопротивления грунта резанию

где Рр – сопротивление грунта резанию, Н;

b – ширина ножика, см;

h – толщина стружки, см.

Приобретенные результаты сравниваются с табличными значениями удельного сопротивления грунта резанию.

Таблица Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию 2.1 – Значение удельного сопротивления грунта резанию

Категория грунта Тип грунта Удельное сопротивление грунта резанию
I песок, супесь, суглинок мягенький 1…4
II суглинок, гравий маленький, глина легкая 3…9
III суглинок плотный, глина средней крепости 5…15
IV суглинок крепкий, глина крепкая 8…20

8. Произвести оценку динамики процесса резания грунта, зачем на осциллограмме оценить ΔРД, другими словами Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию большие сколы грунта, потом отыскать математические ожидания ΔРД методом обработки осциллограммы. По формуле (2.5) найти угол скола грунта и сравнить его с теоретическим значением.

9. Методом внедрения ступенчатых ножей произвести резание грунта с той же площадью вырезаемой стружки и оценить значение коэффициента сопротивления резанию по сопоставлению с плоскими ножиками. Потом оценить динамику Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию рабочего процесса для ступенчатых ножей и разъяснить причину конфигурации динамики процесса резания грунта.

Содержание отчета

В отчете приводятся результаты замеров и расчетов, определяется категория грунта.

Определяется динамическая составляющая сопротивления грунта резанию по формуле

Определяется угол скола грунта при резании по формуле

откуда

где - длина поверхности скола, , см;

b – ширина рабочего органа, см Порядок выполнения работы по определению коэффициента удельного сопротивления резанию;

С – коэффициент сцепления грунта (берется по результатам работы по определению физико-механических параметров грунта), Н/см2.


posetite-meropriyatiya-4lifetransform-zdorovij-obraz-zhizni.html
posetiteli-biografiya-keshavmurti.html
posev-semyan.html