Результати експериментальних досліджень різання ґрунтів просторово орієнтованими ножами відвального обладнання
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm.2025.105.0401Ключові слова:
косокутне різання, просторово-орієнтований, відвал екскаватора, лабораторний стенд, експериментальні дослідженняАнотація
Для проведення експериментальних досліджень процесу різання робочого середовища просторово орієнтованими ножами відвального обладнання, доопрацьовано динамометричний стенд реєстрації силового навантаження авторської конструкції КНУБА, що дозволило провести повноцінні експериментальні дослідження з врахуванням всіх чинних факторів взаємодії робочого середовища та робочого органу під час різання. В якості робочого середовища запропоновано використання ґрунтів III, IV, та V категорії. В результаті проведених досліджень для динамометричного стенда реєстрації силового навантаження при дослідженні процесу різання просторово орієнтованим ножем аналітично визначено сили різання при різних кутах α її відхилення, які виконують роботу по руйнуванню і подоланню опору ґрунту різанню. За результатами теоретичних досліджень встановлено, що межі сили різання, визначеної для натуральної установки з просторово орієнтованими ножами та для лабораторного стенду, однакові, а характер їх зміни також подібний і пов’язаний між собою коефіцієнтом подібності. З метою перевірки адекватності теоретичних розрахунків на динамометричному стенді проведено експериментальні дослідження різання робочого середовища. При проведенні експериментальних досліджень одночасно проводилось вимірювання нормальних та ортогональних зусиль, які виконують роботу з руйнування і подолання опору ґрунту різанню. Проведені експериментальні дослідження в повній мірі підтверджують адекватність теоретичних розрахунків, а порівняння теоретичних та експериментальних результатів визначення сили різання показало їх достатню збіжність і, відповідно, правомірність використання аналітичних виразів при розрахунку силових параметрів машин з просторово орієнтованими ножами відвального обладнання. Величини сили різання, що виконують роботу по руйнуванню і подоланню опору ґрунту різанню, що визначались теоретичним шляхом із врахуванням коефіцієнтів подібності, використаних при фізичному моделюванні для наведеного лабораторного стенда реєстрації сил різання просторово орієнтованими ножами відвального обладнання, порівняно з результатами сили різання, визначених експериментальним шляхом на даному стенді. Максимальне значення похибки визначення сили різання теоретичним та експериментальним шляхом на лабораторному стенді реєстрації сил різання просторово орієнтованими ножами відвального обладнання становить Δδ=10,06%.
Посилання
Vetrov Yu. A. (1971) Rezanye hruntov zemleroinymy mashynamy [Cutting soil with earthmoving machines]. – M.: Mashynostroenye [Mechanical engineer-ing], 357 s. (in Russian).
Baladins`kyi V. L. (2001). Budivel`na tehnika: navchal`nyi posibnyk [Сonstruction equipment: a study guide]. Kyiv: Lybid`, 368 s. (in Ukrainian).
Smirnov V. M. (2009). Osnovy teorii rizannia gruntiv prostorovo orietovanymy nozhamy zemleryinyh mashyn [Basics of the theory of cutting with spatially oriented blades of earthmoving machines]. / K.: "MP Lesya", 260 p. (in Ukrainian).
Khmara L.A., Balonev V.Y. (1988). Povysheniie proizvoditielnosti mashyn dlia zemlianykh rabot [Increasing the productiv-ity of earthmoving machines]. – K.: Budivelnyk, 152 s. (in Russian).
Rashkivskyi, V., & Fedyshyn, B. (2020). Analiz zasobiv rizannia gruntiv prostorovo-oriientovanymy nozhamy dynamichnoi dii zemleryinykh mashyn [Analysis of soil cutting tools with spatially oriented knives of dynamic action of earthmoving machines]. Hirnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny [Mining, constructional, road and melioration machines], (96), 28–34. (in Ukrainian).https://doi.org/10.32347/gbdmm 2020.96.0401
Rashkivskyi, V., & Fedyshyn, B. (2021). Analiz kharakteru struzhkoutvorennia pry roboti prostorovo-oriientovanymy nozhamy dynamichnoi dii [Analysis of the nature of chip formation when working with spatially oriented knives of dynamic action]. Hirnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny [Mining, constructional, road and melioration machines], (97), 57–61. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/gbdmm2021.97.0402
Rashkivskyi, V., & Fedyshyn, B. (2023). Development of the information model of the soil cutting process spatially oriented knife of dynamic action. Gіrnichі, budіvelnі, Dorozhnі Ta melіorativnі Mashini, (102), 24–30. https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.102.0301
Rashkivskyi V.P., Fedyshyn B.M. (2023). Development of a parametric model of the spatially oriented knife on the bulldozer blade. Strength of Materials and Theory of Structure: Scientific and technical collected articles. 2023. Issue 111. P. 263-275. DOI: 10.32347/2410-2547.2023.111.263-275.
Rashkivskyi V.P., Fedyshyn B.M. (2023). Modelling of soil destruction process by bulldozer using a spatially oriented working unit. Transfer of innovative technologies. 2023. 6(1), 58–70. https://doi.org/10.32347/tit.2023. 61.0202
Maksymiuk Yu. V., Rashkivskyi V. P., Prystailo M. O., Fedyshyn B. M. (2024). Development and computer testing of equipment for cutting soils with spatially oriented knives of a bulldozer blade. Strength of Materials and Theory of Struc-tures. Scientific and technical collected articles. Issue 113. P. 285–296. https://doi.org/10.32347/2410 2547.2024.113. 285-296
Rashkivskyi V. P., Prystailo M. O., Fedyshyn B. M. & Besida A. S. (2025). Development of a physical model and de-termination of similarity coefficients of a spatially oriented knife of a bulldozer blade. Visnyk of Kherson National Tech-nical University, 1(1(92)), 198–203. https://doi.org/ 10.35546/ kntu2078-4481.2025.1.1.25
Loveikin V. S., Pochka K. I., Prystailo M. O., Balaka M. M., Pochka O. B. (2021). Dynamic balancing of roller forming unit drive. Strength of Materials and Theory of Structure: Scientific and technical collected articles. 2021. Issue 107. P. 140-158. DOI: 10.32347/2410-2547.2021.107.140-158.
Loveikin V. S., Romasevych Yu. O., Loveikin A. V., Liashko A. P., Pochka K. I., Balaka M. M. (2022). Drive power min-imization of outreach change mechanism of tower crane during steady-state slewing mode. Strength of Materials and Theory of Structure: Scientific and technical collected articles. Issue 109. P. 317-330. DOI: 10.32347/2410-2547.2022.109.317-330.
Pelevin L. Ye., Balaka M. M., Prystailo M. O., Machyshyn H. M., Arzhayev H. O. (2015). Teoretychni osnovy vzaye-modiyi pruzhno-deformovanykh vy-konavchykh elementiv budivelʹnoyi tekhniky i robochoho seredovyshcha z vrakhuvannyam termoreolohinykh protsesiv: monohrafiya (Theoretical foun-dations of the interaction of elastic-deformable actuators elements of construc-tion equipment and the working environment, taking into account of thermorheological processes: monograph). Kyiv: Inter-servis 232 p. (in Ukrainian).
Pelevin L. Ye., Prystailo M. O., Prystaylo T. Yu. (2005). Udoskonalennya reyestratsiyi skladovykh syl rizannya v la-boratornykh umovakh (Improvement of registration components of cutting forces in laboratory conditions). Mining, Construc-tional, Road and Melioration Machines. No. 65. P. 58-62. (in Ukrainian).
Maksimyuk Yu., Pochka K., Abrashkevych Yu., Prystailo M., Polishchuk A. (2023.) Results of experimental research on the cutting of highly abrasive materials with abrasive reinforced circles. Strength of Ma-terials and Theory of Structures. Issue 110. P. 261–374. DOI: https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.361-374
Patent of Ukraine for an invention 13846, IPC G 01 L 5/16, G 01 N 3/58 (2006.01). Stand for registration of cutting efforts / L. Ye. Pelevin, M. O. Prystailo, T. Yu. Prystailo (Ukraine); applicant and patentee Research Institute of Construction, Road and Engineering Technology, № u 2005 10393; stated 03.11.2005; published 17.04.2006, Bulletin № 4.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Volodymyr Rashkivskyi, Mykola Prystailo, Bohdan Fedyshyn
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
