Основы создания высокопроизводительной мобильной землеройной техники. Часть 2

Вся землеройная техника построена на реализации тягового (бульдозеры, скреперы, кабелеукладчики, грейдеры, плуги, культиваторы, дреноукладчики, плужные каналокопатели) или напорного (одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, экскавторы-погрузчики, буровые машины, грейдеры, камнерезные и камнеобрабатывающие агрегаты) усилий: энергия разрушения передается от общего двигателя через ходовое оборудование или от двигателя агрегата машины (ротора, механизма подачи или напора) на рабочий орган и грунт через цепь механизмов и транспортирующих устройств (ковшей, отвалов, бункеров) в транспорт или отвал. Потери энергии в такой цепи достигают 90% у одноковшовых и 40-50% у многоковшовых экскаваторов. Например, КПД одноковшового экскаватора меньше КПД паровоза (который давно не используется).

Отсюда вытекает принцип перераспределения энергетического потока: рабочий орган должен иметь свой двигатель, а не получать энергию от главного двигателя машины с низким КПД через систему различных передач и трансмиссий. Это позволяет создать не только высокие импульсы или высокие циклические скорости нагружения на грунт, но и получить новый эффект - усталостное накопление деформаций в массиве. Такие виды нагрузок приводят к созданию впереди рабочего органа ослабленных зон, так и к использованию наиболее эффективного способа разрушения - отрыва (в грунтах и породах разница между граничными величинами на сжатие и отрыв достигает 2-3 МПа). Таким образом, создание импульсных (многоцикличных) непрерывных нагрузок на грунт реализует принцип создания разрушенных зон впереди рабочего органа, что позволяет повысить производительность разработки.

Важным фактором снижения энергоемкости разработки фунтов служит метод вырезания забоя фунта, а не сплошного его разрушения. Этот принцип базируется на уменьшении площади резания с дальнейшим обвалом вырезанной зоны.

Если землеройные машины разрабатывают грунт зубьями или сплошным профилем с подачей в ковш экскаватора или на отвал бульдозера, а далее грунт транспортируется поворотом рукояти одноковшового экскаватора, перемещением по поверхности отвала бульдозера или поворотом ротора с отсыпкой в транспортные устройства в роторных экскаваторах, то в конструкциях НИИ СДИТ режущие и транспортирующие элементы соединены в одном рабочем органе.