Рабочие органы машин и сопротивление грунта копанию

Копание грунта при механическом способе разработки осуществляя рабочим органом машины, форма и размеры которого зависят от назначения машины (рис. 1).

 Пример изображения

 

 Рис 1. Рабочие органы машин для земляных работ:
а - зуб; 6 - отвал с режущим ножом; в - дисковый нож; г - ковш экскаватора с зубьями и со сплошной режущей кромкой;  д - ковш скрепера;  е - роторный  рыхлитель  с  системой   плоских   ножей.

Зубья (рис. 1, а) используются как самостоятельные рабочие органы для рыхления грунта (с установкой по нескольку штук) на рыхлителях, корчевателях и кирковщиках и как рыхлящая часть ковшей экскаваторов, отвалов бульдозеров и т. д.

Отвал (рис. 1,6) служит для вырезания грунта и перемещения его по направлению движения машины или в сторону на бульдозерах и грейдерах.

Дисковый нож (рис. 1, в) устанавливается на грейдер-элеваторах. Ковши с зубьями и криволинейной режущей кромкой (рис. 1, г) служат основным рабочим органом экскаваторов, а с передней заслонкой (рис. 1, д) - скреперов.

Рыхлитель роторного типа (рис. 1, е) с системой плоских ножей имеют землеройно-фрезерные машины. Разрыхленный грунт зубьями подрезается системой ножей, по периметру забоя поступает на ленточный транспортер и отбрасывается в направлении, показанном стрелкой. Режущая часть каждого рабочего органа выполнена в виде зуба или ножа, острая часть которого имеет форму клина.

Во всех случаях сложный процесс копания грунта можно уподобить процессу отделения слоя грунта при помощи прямого (плоского) или косого трехгранного (сложного) клина с перемещением вырезанной части грунта в рабочем органе (или по рабочему органу) и впереди его.

Под действием движущегося рабочего органа грунть передней гранью уплотняется (рис. 1, а), в нем возникают напряжения, увеличивающиеся по мере продвижения рабочего органа.

Когда напряжение в грунте  превысит сопротивление сдвигу грунта, он сдвигается в плоскости АА, отделяется от массива и образует стружку, которая перемещается по поверхности рабочего органа. В зависимости от типа рабочего органа отделенная стружка грунта поступает во внутрь рабочего органа, на транспортер или перемещается рабочим органом вперед и в сторону.

 Пример изображения

Рис. 2. Схема процесса копания при различных траекториях ковша.

При разработке пластичных задернованных грунтов относительных сдвигов элементов грунта не происходит. Стружка отрывается от массива и монолитной перемещается по режущей части рабочего органа. Сухой несвязный грунт (песок) под действием режущей части рабочего органа поднимается вверх и вперед,   образуя призму (валик)  волочения.

Призма волочения образуется и при копании связных грунтов, если рабочий орган движется по траектории, угол наклона которой с горизонтом меньше угла естественного откоса грунта (рис. 2,6).

В общем случае при копании грунта рабочий орган машины преодолевает сопротивления: резания грунта, перемещения призмы волочения перед рабочим органом, трения рабочего органа о грунт и грунта о грунт при перемещении внутрь или по рабочему органу. Общую силу сопротивления копания Wк - равнодействующей всех сил - можно представить в виде касательной Wк  и нормальной Wк1   составляющих (рис.   2, в).

Касательная составляющая сопротивления копания преодолевается тяговым (толкающим) усилием, создаваемым двигателем машины на режущей части рабочего органа.

Нормальная составляющая копания преодолевается весом рабочего оборудования, создающим давление на режущей части рабочего органа как на точке опоры, а в некоторых машинах и гидроприводом. Эта составляющая всегда стремится вытолкнуть рабочий орган из грунта. Если давление веса рабочего оборудования и усилия от гидропривода (если он действует на рабочий орган) на режущую часть рабочего органа меньше нормальней составляющей копания грунта, то в такой грунт рабочий орган не будет заглубляться.

Огнезащитная краска по металлу делится на два вида: вспучивающаяся (увеличивает толщину слоя для более эффективной защиты при возрастании температуры) и невспучивающаяся.