М. немеребаев

Рис. 2. Блок-схема подпрограммы «Натяжение»

Среднее значение линейной плотности полотна с грузом на межприводном участке рассчитывается после определения статической нагрузки на межприводном участке по разности показаний КВ, установленных после последовательно расположенных пунктов погрузки.

Основным отличием является небольшая (до 270 мм) ширина отрываемой щели и небольшая по сравнению с диаметром фрезы глубина щели, которая ограничена условиями выноса разрушенного грунта на поверхность.

При расчете фрезерных машин силу резания определяют как для элементарных режущих профилей, а мощность, необходимую для приводы фрезы, — как мощность роторного многоковшого экскаватора.

Соотношение толщины стружки и ширины резца выбирается в тех же пределах, что и для баровых машин. Для уменьшения энергоемкости процесса целесообразно применять удлиненные резцы, что увеличивает объем скалывания грунта, уменьшая тем самым удельное усилие резания. По экспериментальным данным, оптимальная скорость резания диско-фрезерных машин находится в пределах 2,0-2,5 м/с.

На эффективность буровых и фрезерных рабочих органов влияют скорости резания и подачи, геометрия зубьев и их рациональная расстановка. Резцы нужно устанавливать так, чтобы предыдущие обеспечивали последующим работу в условиях полублокированного или свободного резания. В связи с разнообразными прочностными свойствами мерзлых грунтов необходимо предусматривать возможность изменять скорости рабочих органов в широком диапазоне, лучше всего бесступенчатым способом, обеспечивающим наибольшую производительность машины [1].

Для разработки мерзлых грунтов на глубину до 0,5-0,6 м применяют землеройно-фрезерные машины (рис. 1).

Она состоит из тягача 1 и навесного оборудования. Фреза 6 приводится во вращение от коробки отбора мощности 2, вращение передается через карданный вал 4 и редуктор 5. Подъем и опускание фрезы, а также создание напорного усилия осуществляются гидроцилиндром 3 [2].

Резание дисковыми фрезами можно осуществлять прямым или обратным фрезерованием (рис. 2). Прямое фрезерование при разработке мерзлых грунтов более рационально, так как размеры стружки нарастают равномернее и рабочий орган работает с меньшими динамическими воздействиями.

Рис. 1. Землеройно-фрезерная машина

Рис. 2. Схема резания мерзлого грунта дисковой фрезой

где Р — усилие резания в кГ;

При фрезеровании пальцевой фрезой

где k — коэффициент удельного сопротивления резанию при фрезеровании мерзлого грунта в кГ/см²;

Одним из существенных недостатков диско-фрезерных машин является необходимость выбора больших диаметров фрез при нарезании глубоких щелей. Для обеспечения устойчивости фрезерного диска против выпучивания его необходимо проверять на критическую силу резания

где k₀ — коэффициент, учитывающий соотношения диаметра и толщины, принимается k₀ = 15-20;

При фрезеровании может быть скоростное или силовое резание, первое обеспечивается при скорости фрезерования v_ф = 6-9 м/с; силовое — при v_ф = 2-2,5 м/с. Опыты показывают, что силовое резание мерзлых грунтов более рационально — оно обеспечивает меньшую энергоемкость и повышенную надежность.

У диско-фрезерных машин диаметр диска составляет 0,4-2,7 м, что позволяет нарезать щели глубиной до 1,2 м. Однако изготовление режущих дисков диаметром более 1 м вызывает значительные затруднения. На рис. 3 показана схема диско-фрезерной машины конструкции Горьковского политехнического института. Несколько большее распространение для нарезания щелей имеют машины с режущими органами в виде двух бар, навешиваемых на многоковшовые траншейные экскаваторы. Однако такие машины пока серийно не изготавливаются.

Разработка мерзлого грунта с нарезанием щелей производится двумя машинами, из которых одна нарезает сетку щелей, а другая, чаще всего одноковшовый экскаватор с оборудованием обратной или прямой лопаты, складывает призмы мерзлого грунта.

Перспективным является комбинированный способ рыхления, при котором по нарезаемой продольной щели вслед за баром перемещается механизм, периодически складывающий межщелевой целик грунта в сторону ранее пройденной щели. При этом отпадает

необходимость нарезки поперечных щелей.

При таком способе объем работ землеройной машины уменьшается в 2-3 раза, стоимость предварительного рыхления снижается в 1,5-2,5 раза.

Рис. 3. Схема диско-фрезерной машины

Режущую часть фрезерных дисков и цепных бар теперь выполняют наборными из комплекта трех обычных резцов в одном ряду и одного резца — клина, назначение которого — скалывать целики, оставшиеся между прорезанными щелями. При такой схеме режущей части рабочего органа снижаются энергозатраты и несколько увеличивается стойкость резцов. В этом случае около 30% грунта разрушается несвободным резанием, 40-45% — полусвободным резанием, 25-30% — скалывающим действием клина. Скорость резания при нарезании щелей достигает 0,6-1,0 м/с при рабочей скорости агрегата 25-60 м/ч [3].

Тяговое усилие при разработке щели определяется технической характеристикой базовой машины. В соответствии с этим необходимо определять тяговое усилие в зависимости от сил сопротивления резанию грунта. И таким образом можно подбирать базовый трактор по значению тягового усилия.