Основы создания высокопроизводительной мобильной землеройной техники. Часть 1

В основе работы землеройной техники, которая по энергоемкости занимает более 70% суммарной энергоемкости всей техники в строительстве, лежат физические принципы взаимодействия рабочих органов машин с рабочими средами - грунтами, породами, бетонными и каменными конструкциями. Эти принципы относятся также к горным, мелиоративным, сельскохозяйственным, специальным инженерным и подводным машинам, которые перемещают, разрабатывают или обрабатывают рабочие среды (далее - грунты).

Основные землеройные машины в строительстве - одноковшовые экскаваторы и бульдозеры, принципы работы которых не изменялись на протяжении 180 лет. Для этих машин характерны: малая производительность, низкий КПД, большая масса, цикличность работы, большой расход топлива. Все это приводит к значительному росту затрат в строительстве, а сегодня - практически к простою техники.

В Киевском НИИ строительно-дорожной и инженерной техники разработаны новые принципы работы землеройной техники, что позволило создать первые образцы машин с удельной производительностью 18-20 куб.м/ч на 1 кВт установленной мощности (этот показатель лучших зарубежных машин не превышает 5). При этом масса машин уменьшается в 4 - 6 раз, а в некоторых случаях даже на порядок.

Наибольший эффект разрушения достигается при ориентированных высоких скоростях взаимодействия с грунтом за счет концентрации и одновременного приложения силы в отдельных точках массива, при этом линии действия сил должны пересекаться на глубине разрушения. Точки ориентированного приложения сил определяются длиною эффективного плеча скола. Это плечо позволяет разработать оптимальный объем грунта при данных параметрах машин. Создание условий для ориентированной нагрузки при "силовом" скоростном резании достигается только за счет специальной ориентации режущих элементов. В отличие от "силового" резания, ориентированные высокие скорости взаимодействия рабочего оборудования с фунтом легко образуются за счет импульсной, ударной, частоударной, вибрационной нагрузок, что при незначительном заглублении рабочего органа позволяет получить значительную глубину разрушения. Все виды скоростной нагрузки могут быть образованы не только за счет привода, но и за счет правильного распределения режущих элементов на быстро вращающихся дисковых, барабанных, чашечных и роторных рабочих органах.