Основы теории взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом

На процесс взаимодействия рабочего органа с грунтом оказывают влияние основные физико-механические свойства грунта. Прочность показывает, какое усилие необходимо приложить для разрушения единицы (см2) поверхности грунта. Сопротивление сдвигу характеризуется сцеплением частиц грунта между собой. Связность характеризует способность грунта сопротивляться разделению на отдельные частицы под действием внешних нагрузок. Угол естественного откоса — угол у основания конуса, который образуется при отсыпании грунта с некоторой высоты. Разрыхляемость определяется способностью грунта увеличиваться в объеме после предварительного рыхления. Коэффициент разрыхления сыпучих и связных грунтов находится в пределах 1,1 — 1,2, а скальных— 1,25—1,45.

Коэффициент трения грунта о сталь зависит от состояния поверхности стали и грунта, обычно равен 0,55—0,65. Пластичность — способность грунта изменять форму под действием внешних сил и сохранять ее после удаления нагрузки. Объемная масса — масса единицы объема в т/м3. Для большинства грунтов она равна 1,5—2 т/м3. Гранулометрический состав определяется размером частиц и их соотношением.

При механическом способе разработки грунта рабочий орган машины, взаимодействующий с грунтом, обычно совершает два движения. Первое из них связан0 с отделением стружки (движение вперед), а вто-ое__с подачей (движение вглубь), при которой изменяется толщина стружки. В начале движения перед рабочим органом происходит уплотнение грунта, а затем, когда силы давления уравновесят максимальное сопротивление сдвигу или сколу, происходит отделение стружки. Стружка отделяется при движении вперед са: мой машины (скреперы, бульдозеры, грейдеры) или движением рабочего органа (ковша экскаватора).

Существуют ковши с плоскими и полукруглыми режущими кромками. При копании ковшом с плоской режущей кромкой возникают боковые силы со стороны грунта, которые разрыхляют часть грунта, не попадающего в ковш. Полукруглая форма режущей кромки соответствует линиям скола грунта -и способствует улучшению наполнения ковша. Такой ковш быстрее врезается в грунт за счет сосредоточения усилий на коротком участке выступающей вперед режущей кромки. Вследствие этого масса таких ковшей меньше на 20—30%.