Землеройно транспортных

Можно предположить какие факторы способствуют достижению максимального технологического эффекта - это условия для опережающего хода функции E(t) в твердом теле у потенциального электрода и торможения разрядного процесса у другого электрода. Решающее значение имеет выравнивание электрического поля в разрядном промежутке за счет внедрения объемного заряда и выноса на электроды потенциала "земли" при их заземлении. Чем раньше и эффективнее происходит внедрение разряда у потенциального электрода и раньше завершается формирование канала сквозного пробоя, тем меньшее развитие получает процесс у заземленного электрода, вследствие чего выше технологический эффект. В отношении этого условия вариант с положительной полярностью импульса (рисЛЛОа) предпочтительней, так как разрядный процесс у потенциального электрода начинается раньше, вынос потенциала на головку "кистевого" разряда приводит к резкому скачку напряженности поля в твердом теле и началу в нем разрядного процесса. Наоборот, внедрение объемного заряда в жидкость и на поверхность образца при отрицательной полярности импульса (рис.1 ЛОгДе) приводит к особенно значительному выравниванию электрического поля, снижению напряженности поля в твердом теле и сдерживанию развития разряда в нем.

Несмотря на одинаковую форму и симметричность расположения электродов на образце при заземлении одного из электродов выравнивающее действие потенциала "земли" ведет к снижению градиента поля у заземленного электрода и соответственно к задержке начала разрядного процесса. Это способствует повышению технологического эффекта, так как ведет к увеличению длины канала сквозного пробоя.

При отрицательной полярности импульса (рис. 1.1 Од) на развитие разряда в твердом теле у потенциального электрода оказывают действие несколько сдерживающих факторов - задержка начала разряда и более низкая скорость его развития в жидкостной прослойке. При этом у заземленного электрода получают наиболее выраженное развитие "кистевые" разряды по поверхности, а поэтому технологический эффект разрушения крайне незначителен.

должна расти. Используя данные расчета средневероятного размера осколка при разрушении единичных кусков, можно отметить, что федневероятныи размер осколка уменьшается с увеличением запасаемой энергии в источнике импульсов. Как правило, материал необходимо разрушать до определенного размера, требуемого технологией. Это осуществляется путем использования заземленного электрода-классификатора с размерами классифицирующих отверстий, соответствующих верхнему пределу крупности готового продукта. При этом увеличение энергии единичного импульса выше предела, при котором исходный продукт разрушается так, что федневероятныи размер осколка становится меньше размера отвфстий в электроде-классификаторе, не должно приводить к росту удельной производительности единичного импульса. Энергоемкость процесса при этом должна расти. Действительно, результаты экспериментальных исследований и расчетные данные для кварцевого стекла, керамики и руды Шерловогорского месторождения, представленные на рис.2.26, показывают, что зависимости удельной производительности от энфгии единичного импульса а = f(Wo) для исследуемых материалов имеют два участка: нарастающий и стабилизированный, соответствующий определенной конечной крупности. Изменение конечной крупности продукта смещает точку пфегиба зависимости а = f(Wo) в сторону больших энергий. Увеличение размера калибровочных отверстий приводит к росту производительности процесса.

разрушаемого материала. Для проверки влияния свойств материалов на энергетические показатели разрушения нами проведены экспериментальные исследования с использованием заземленного электрода без классифицирующих отверстий. Удельную производительность импульса рассчитывали на класс крупности 2 мм, варьирование энергии импульса осуществлялось разрядной емкостью генератора. Результаты исследований представлены на рис. 2.29. Зависимости удельных производительностей разрушения при изменении энергии в исследуемом диапазоне имеют прямолинейный характер, причем их угол наклона относительно оси абсцисс зависит от соотношения упругих и прочностных свойств материала. Чем

с моделированием заземленного электрода оптически активным материалом (органическое стекло) выполнена оценка коэффициента динамической концентрации напряжений вблизи отверстий при параметрах импульса, характерных для электроимпульсной технологии. Параметры ударной волны определялись с помощью фоторегистратора СФР-2М в режиме непрерывной развертки, а механические напряжения в электроде определялись с использованием метода динамической фотоупругости при покадровой съемке на СФР-2М. Опыты проводились при энергии импульса 400 Дж и переменной индуктивности разрядного контура, которая изменялась от 15 до 200 мкГн, что позволяло изменять длину волны нагружения от 6.9 до 22 мм. Размеры отверстий варьировались от 4 до 12 мм.

Особо оценен абразивный износ электродов при дроблении высокоабразивного электрокорунда циркониевого. В активной зоне разрушения, где присутствуют ударные нагрузки, "трудные" зерна электрокорунда, незначительно превышающие размеры калиброванных отверстий электрода-классификатора, под действием ударных волн продавливаются в отверстия, интенсивно их разрабатывая, в результате чего абразивный износ на порядок превышает электроэрозийный износ. В частности, при дроблении электрокорунда циркониевого абразивный износ заземленного электрода составил (20-30)-10'4 г/имп., что составляет 85-90% полного износа.

Надежность электроимпульсных установок и эффективность процесса электроимпульсного разрушения во многом зависят от конструктивного исполнения заземленного электрода-классификатора. Расчетом механической прочности по результатам оценки динамических нагрузок (см. раздел 4.2) и изучением поведения электродных систем в длительных режимах работы электроимпульсных установок установлено, что толщина заземленных перфорированных электродов-классификаторов в рабочей зоне для 107 имп. должна составлять 8-9 мм. Увеличение толщины нецелесообразно, так как изготовление отверстий диаметром 1 мм и ниже представляет значительную сложность, если учесть, что в электроде-классификаторе может быть более 3-4 отв/см2. Стоимость изготовления электродов-классификаторов, по данным опытного завода института "Механобр", достигает 50% стоимости изготовления рабочей камеры. Поэтому целесообразно в электродах-классификаторах наиболее опасную область защищать сменным элементом, выполненным из эрозионностойкой стали, что на порядок увеличивает стойкость заземленного электрода-классификатора. С целью гашения ударных нагрузок электроды-классификаторы также могут быть снабжены специальными демпфирующими элементами.

Предложенные выше конструкции приемлемы для электроимпульсных установок небольшой производительности. Установки производительностью более 1 т/ч, многоэлектродные требуют принципиально других решений. Например, предложены электроды-классификаторы, которые совершают колебательные или вращательные движения вокруг оси, на которой расположены высоковольтные электроды (табл.4.15). Такие конструкции можно выполнить из стандартных шпальтовых сит, выпуск которых освоен промышленностью. Непрерывное обновление поверхности заземленного электрода в активной зоне, использование больших поверхностей, на которые воздействуют ударные эрозионные нагрузки, привело к существенному повышению стойкости заземленных электродов. Так, испытание установки с вращающимся барабанным грохотом показало, что на электроде-классификаторе при длительном испытании не было отмечено существенных изменений. Недостатком шпальтовых сит в качестве заземленного электрода-классификатора является отсутствие надежной классифицирующей калибровки, поскольку грохочение на них происходит в условиях динамических воздействий от ударной волны и интенсивного массопереноса, т.е. принудительно. В случае транспортировки готового продукта восходящим потоком жидкости конструкция заземленного электрода упрощается, так как не требуется его перфорации, и толщина может быть больше, чем 8-9 мм.

Существенную роль на производительность установок и технологические показатели разрушения оказывают скважность электрода-классификатора, т.е. отношение поверхности отверстий к внутренней поверхности электрода-классификатора. В таблице 4.5 приведены результаты экспериментальных исследований удельных затрат энергии гранулометрического состава продукта (готового) при различных значениях скважности сита (размер отверстий 2 мм, диаметр заземленного электрода до 250 мм) на рудах Шерловогорского месторождения при непрерывной промывке зоны разрушения. С уменьшением скважности сита отвод продукта из активной зоны затрудняется и происходит его переизмельчение и соответственно увеличиваются затраты на измельчение. Увеличение скважности сита приводит к росту производительности процесса, но за счет уменьшения расстояния между отверстиями снижает надежность работы сита при знакопеременных нагрузках.

Форма заземленных электродов должна обеспечивать концентрацию материала в активной зоне разрушения, поэтому наиболее приемлемой формой электрода являются полусфера, усеченный цилиндр или тор. Опыт длительной эксплуатации электродных систем в установках производительностью до 100 кг/ч показал надежность и эффективность предложенных конструкций. Так, при трехлетней эксплуатации установки ДИК-1 в ПГО "Запсибгеология" не вышел из строя ни один высоковольтный электрод, а у заземленного электрода смена высокоэрозионной вставки осуществлялась раз в месяц. Следует отметить, что опыта длительной эксплуатации установок производительностью 1 т/ч и более недостаточно для прогнозирования надежности электродных систем.

Одним из важнейших направлений развития советского машиностроения является унификация, типизация и агрегатирование. Раньше, чем в других отраслях, эти вопросы начали развиваться в станкостроении. В настоящее время в станкостроении, характерном очень большим типажем машин, создается около 50 унифицированных размерных гамм станков. Известен большой экономический эффект от введения единых серий машин в электромашиностроении. Успешно решается задача разработки конструкций самоходных землеройно-транспортных, строительных, дорожных, погрузочно-разгрузоч-ных, мелиоративных и ряда других машин на основе базовых шасси. В станкостроении агрегатирование машин уменьшает объем конструкторских работ в 5—6 раз, сокращает длительность производственного цикла освоения в 4—5 раз, уменьшает стоимость в 2—3 раза.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Надежность работы землеройно-транспортных машин (ЗТМ) зависит от выполнения расчетов деталей на прочность, принятых расчетных нагрузок, соответствующих реальным эксплуатационным нагрузкам при различных режимах работы. Положения динамики ЗТМ [3] позволяют определить величину максимальной случайной нагрузки, возникновение которой можно ожидать для машины данного класса в определенных условиях эксплуатации.

3. X о л о д о в А. М. Основы динамики землеройно-транспортных машин. М., «Машиностроение», 1968.

Ранее при создании строительных и дорожных машин были характерны разнотипность и мелкосерийное производство. Теперь, на основе обобщений и унификации существующих машин, внедрены в производство более прогрессивные самоходные колесные машины вместо машин на гусеничном ходу. Разработкой 10 типоразмеров базовых шасси решается задача создания разнообразных по назначению самоходных землеройно-транспортных, строительных, дорожных, погрузочно-разгрузочных, мелиоративных и других машин. Благодаря широкой внутритиповой и межтиповой унификации деталей, узлов, агрегатов стала возможна организация их изготовления на специализированных предприятиях со значительным увеличением серийности производства. Годовая экономия от внедрения машин составила около 200 млн. руб. (на уровне 1965 г.) при экономии свыше 100 000 т металла.

Гидродинамические передачи устанавливаются »а быстроходном валу (валу приводного двигателя) и используются для привода основных механизмов: ходовых — для всех самоходных машин; на землеройно-транспортных машинах и катках ходовые механизмы применяются не только для передвижения машины, но и для разработки и укатки грунтов и покрытий; подъемных и напорных, осуществляющих резание — для одноковшовых одномоторных экскаваторов; реверсивных — для всех машин; грузоподъемных, поднимающих и опускающих грузы — для кранов.

В процессе разработки грунтов, особенно неоднородных, скальных и мерзлых, часто возникают непреодолимые препятствия, которые служат причиной остановки трансмиссии машины и буксования колесного и гусеничного движителей землеройно-транспортных машин во время работы на первой передаче. При этом возникают динамические нагрузки в узлах трансмиссии.

Машины с активными рабочими органами (см. рис. 1) — снегоочистители, фрезы, машины для разработки торфа и др. — должны во время работы иметь постоянную частоту вращения рабочего органа. Работа их, подобно работе погрузчиков и скреперов с элеваторной загрузкой, сопровождается разветвлением мощности к двум потребителям энергии, а именно •—- к ходовому механизму и к механизму отбора мощности. В отличие от указанных землеройно-транспортных машин, на машинах с активным рабочим органом основным потребителем энергии является механизм отбора мощности, приводящий в движение рабочий орган.

Для землеройно-транспортных машин допустимые ускорения, направленные вдоль движения масс,

Для практических расчетов основных динамических нагрузок механизмы экскаватора при механическом приводе и непробуксовывающих муфтах в трансмиссии можно рассматривать как упругие системы с одной степенью свободы, находящиеся под действием движущих сил и внешних сопротивлений [9]. При определении максимальных нагрузок в процессе копания механизмы трансмиссии землеройно-транспортных машин можно при механическом приводе подобно механизмам экскаватора рассматривать как од-номассовые системы [40].

Известно, что попытки использования дополнительных маховых масс для преодоления приведенных нагрузок больших, чем Мен, возникающих во время разработки грунта на землеройно-транспортных машинах, не увенчались успехом. Устройства для обеспечения стабильности сопротивлений в процессе резания за