Инерциялы ротордың параметрлерін таңдаудың өндірістік зерттеулері

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 123 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
7

1 ҚҰРЫЛЫС ИНДУСТРИЯНЫҢ АШЫҚ РАЗРЕЗДЕРІНДЕ ӘРТҮРЛІ ЖҰМЫС ОРГАНДАРЫМЕН БІРГЕ
ЭКСКАВАЦИЯЛАНАТЫН МАШИНАЛАРДЫҢ ЖҰМЫС ТЕХНОЛОГИЯСЫН ЖЕТІЛДІРУ МӘСЕЛЕЛЕРІ
12
1.1 Мәселенің жай-күйі
12
1.2 Жер сілемін экскавациялау және көліктің әдісі мен техникасы, олардың
даму үрдісі
12
1.3 Топырақтардың ойықтарында толық бұрылатын экскаваторларды
пайдалану
15
1.4 Роторлы экскаваторлар жұмысының тиімділігін жоғарлату жолдары 18
1.5 Роторлы экскаваторларды зерттеуге арналған жұмыстарға шолу
19
1.5.1 Жер қазатын машиналардың жұмыс органдарын зерттеу саласындағы
эксперименталдық-теоретикалық жұмыстарға шолу
19
1.5.2 Экскавациялық машиналардың жоғары өнімді роторлы жұмыс
органдары
22
1.6 Зерттеулердің мақсаттары мен міндеттерінің қойылуы
24
1.7 Процестiң зерттеуi және шапшаң қазуды есептеудiң ғылыми-практикалық
салада жұмыс iстеулерiне шолу жасау
25
1.8 Жұмыс органының қазіргі жүктеме сипаты
31
1.9 Қазудың құраушы қарсылығын анықтау 34
2 ТЕОРИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ЭКСПЕРИМЕНТТІК ЗЕРТТЕУЛЕРГЕ ЖӘНЕ ӘРТҮРЛІ ҚАЗУ ТӘСІЛІМЕН
КӨЗДЕЛГЕН ЖҰМЫС ОРГАНДАРЫНЫҢ ПАРАМЕТРЛЕРІ
37
2.1 Инерциялы ротордың параметрлерін таңдаудың өндірістік зерттеулері
37
2.1.1 Өндірістік зерттеулердің қойылған мақсаттары мен міндеттері
37
2.2 Роторлы экскаваторларды зерттеу
38
2.2.1 Экскавациялық техниканың жоғары тиімді роторлы жұмыс органдарын құру
саласындағы зерттеулерге шолу
38
2.3 Өндіріс жағдайындағы инерциялы роторлы экскавациялық машиналарды
зерттеу
41
2.3.1 Бос жүріс тәртібіндегі сынау
41
2.3.2 Салмақ түскендегі сынау
42
2.4 Технологиялық шамаларды нақты жасап болуына бағдарлама- ұстаным
бағалауын басқару құрылғысын қолдану
43
2.5 Балшық пен топырақтардың физика-механикалық қасиеттерін анықтау
44
2.6 Тиеу тәртібі мен эксперимент жоспары
45
2.7 Керней және орын ауыстыру өлшемдерінің тәртібі
48
2.8 Конвейерлік трактінің механизмдері мен тораптарын сынау
50
2.8.1 Конвейерлік жолдың жұмысын көзбен шолып байқау сынау әдісі болып
табылады
50
2.8.2 Конвейердің электрқозғалтқыш жетегін тиеуді зерттеу
51
2.8.3 Роторлы жебе конвейерінің шекті еңкею бұрышын анықтау
52
2.9 Конвейер таспасындағы жүктің кесік аумағын эксперименталды
анықтау
52
2.9.1 Таспадағы жүктің формасы мен кесік көлемін анықтау
52
2.10 Хронометражды зерттеулерді ұйымдастыру 54
2.11 Инерциялы ротормен топырақты экскавациялаудың мәліметтерін
талдау 64
2.11.1 Инерциялы ротордың жұмыс барысын зерттеу
64
3 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БЕКІТІЛГЕН ИНЕРЦИЯЛЫ РОТОРДЫ ӨНДІРУДЕГІ ЕСЕПТЕУ
ӘДІСТЕМЕСІН ӘЗІРЛЕУ НЕГІЗДЕРІ, РАЦИОНАЛДЫ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЖӘНЕ ӨНДІРІСТІК
ПРОЦЕСТЕРІН ОРЫНДАУ ТЕХНОЛОГИЯСЫН ТАҢДАУМЕН НЕГІЗДЕЛГЕН ЖҰМЫС ОРГАНДАРЫН
ТИІМДІ ПАЙДАЛАНУ КОЭФФИЦИЕНТТЕРІ 71
3.1 Машинаның жасаған жұмысына әсер ететін инерциялы ротордың параметрлерін
анықтау 72
3.2 Инерциялы ротордың әртүрлі жүктемесін есептеу 74
3.3 Инерциялы роторлардың негізгі параметрлерін теориялық тұрғыдан
зерттеу
76
3.3.1 Инерциялы роторлардың параметрлерін теориялық тұрғыдан зерттеудің
мақсаты мен міндеттері 76
3.3.2 Инерциялы роторлардың жұмыс процесінің ерекшеліктері
77
3.3.3 Богатырь ЖШС разрезінде роторлық экскаваторларын қолдану
тиімділігін бағалау әдісі
78
3.3.4 Құралдарды пайдалану тиімділігінің бағасы
78
3.3.5 Инерциялы ротордың өнімділік сараптамасы және басқа жұмыс орындарымен
салғастыру 81
3.4 Богатырь ЖШС разрезінде роторлық экскаваторлардың экскавациялық
өнімділігін есептеу әдісі және оны игерудің деңгейге әсер етудің негізгі
факторларын анықтау
83
3.4.1 Роторлы экскаваторлардың СРс(К)-2000 (тоқсан, жыл) пайдалану
өнімділігі
83
3.5 Сілемнің материалдар өнімділігінің есебі
86
3.5.1 Топырақ массасының экскаваторлық жүк тиеу жұмысының есебі
86
3.5.2 Көлікпен қамтамасыздандыру коэффициенті
87
3.6 Инерциялы ротордың жұмыс үрдісінің сараптамалық зерттеулері
90
3.6.1 Инерциялы ротор шешімі үрдісінің сараптамасы
90
3.6.2 Экскавацияланатын масса инерциялық ротордың айнымалы массасының
үздіксіз легі ретінде көліктеу үрдісінің зерттеуі
90
3.6.3 Экскавацияланатын масса инерциялы ротордың алмасу массасының тұрақты
көлікті массасы үрдісінің зерттеуі 92
4 Роторлы экскаваторлармен параметрлерді таңдау мен есептеу әдісі және
экскавацияланатын машиналармен карьерлерді өндеу тәсілдері
97

4.1. Инерциялы ротормен жабдықталған жұмыс жабдықпен экскаваторланатын
материалды беру, қабылдау және тасымалдау процесін зерттеудің мақсаты және
міндеті 97
4.2 Қабылдау конвейер таспасына инерциялы ротормен экскаваторланатын
материалды беру процесін талдау
98
4.3 Тиеу процесін зерттеу және қабылдау конвейермен материалды
тасымалдау 101
4.4 Конвейер таспасында қондырылмаған жұмыс процесінің энергия шығындарын
зерттеу 105
4.5 Инерциялы ротормен экскавациялы машиналардың негізгі параметрлерін
таңдау және талдау 111
4.6 Инерциялы ротормен толық айналым экскаватор үшін кеңнің оптималды
параметрлерін таңдау әдісі 111
4.7 Инерциялы ротормен эксперименталды экскаватор параметрлері есебінің
негізі және таңдау әдісі 116
4.7.1 Есеп әдістемесі негізінің ерекшелігі, мақсаты және міндеті
116
4.7.2 Инерциялы ротормен экскаватордың жұмыс органы параметрін
таңдау 117
5 ЭКСКАВАЦИЯЛЫҚ ТЕХНИКАНЫ ИНЕРЦИЯЛЫ РОТОРМЕН ТЕХНИКАЛЫҚ-ЭКОНОМИКАЛЫҚ
НЕГІЗДЕУ 128
5.1 Есептеу әдістемесінің ерекшеліктері және техникалық-экономикалық
зерттеулердің параметрлерін таңдау 128
Қорытынды 131
Қолданылған әдебиеттер 132
ҚОСЫМША 139
h3

h4АНЫҚТАМАЛАР ҚЫСҚАРТУЛАР МЕН БЕЛГІЛЕУЛЕР

ҒЗЖ - ғылыми-зерттеу жұмыстары;
ЖОҒЗИЖермаш – жер қазатын машина жасау жалпы одақтық ғылыми зерттеу
институты;
Донецтаукентмаш-Донецк тау кент машина жасау зауыты;
БНжҰ - біркелкі нормалар және ұсыныстар;
ЖАМЖЗ - Жданов ауыр машина жасау зауыты;
УкрҒЗИжоба - Украина жобаны ғылыми зерттеу институты;
ҚҒЗОИ - Құрылысты ғылыми зерттеу орталық институты;
ЖОО - Жоғары оқу орны;
ДКИ - Днепропетровск кен институты;
ЕҰУ - Еуразиялық ұлттық университеті;h4
ҚазККА - Қазақ көлік және коммуникация академиясы;
ҚазҰТУ - Қазақ ұлттық техникалық университеті;
КИҚИ - Киев инженерлік - құрылыс институты;
МАЖИ (МТУ) - Мәскеу автокөлік - жол институты (мемлекеттік техникалық
университеті);
ММКИ (МКИ) – Мәскеу мемлекеттік кен институты (Мәскеу кен институты);
ММҚУ (МИҚИ) – Мәскеу мемлекеттік құрылыс университеті (Мәскеу инженерлік-
құрылыс институты);
ЖолҒЗО - жол ғылыми-зерттеу орталығы;
ИР - инерциялы ротор;
ҒЗИ - Ғылыми зерттеу институты;
МемСТ - Мемлекеттік стандарт;
ТҚК - техникалық қызмет көрсету;
РД - ротордың доңғалағы;
ИЖ - инженерлік жоба;
ККЭ - кесетін көліктік элемент;
РЭ - роторлы экскаватор;
ЖРЭ - жебелі роторлы экскаватор;
ЭКМ - экскавациялық-көлік машиналары;
ЭМ - экскавацияланатын материал.
R (Rp) -ротордың радиусы, м;
D (Dp) –сыртқы ротор диаметрі, м;
di –ішкі ротор диаметрі, м;
V (vp) –ротордың айналу жылдамдығы (қию жылдамдығы),мсек;
V (Vn) –ротор жебесінің бұрылудағы айналу жылдамдығы, ммин;
W (wp) –ротор жебесінің бұрыштық жылдамдығы, ммин;
Z –ротор пышағының саны;
Zp –жұмыс барысындағы ротор пышағының саны;
hp –ротор жебесінің биіктігі, м;
ST –жоңқаның қалыңдығы (тереңдігі), м;
Sш –жоңқаның ені, м;
SВ –жоңқаның биіктігі, м;
h –сілемнің биіктігі, м;
lc –пышақ ұзындығы, м;
Pт –ротордың толық күшейткіші, Н;
Pа –ротордағы айналмалы күшейткіш, Н;
Pт -ротордағы тангенциалды күшейткіші, Н;
Pқию –қию күшейткіші, Н;
So –ротормен алынатын жоңқаның қалыңдығы;
bo –жоңқаның ені;
φр –ротор бұрылысының бұрышы;
Kқ –қопсыту коэффициенті;
Pб –бүйірлік қатысы;
Pқ –қалыптағы қатысы;
Pш –шеңберлік қатысы;
Kк –ротордың көліктік қабілеттілігінің коэффициенті;
Vг.к. –ротордың геомтериялық көліктік көлемі;
Ks –жоңқа параметрлерінің коэффициенті;
Rр –ротор радиусы;
hә -кесу элементтерінің биіктігі;
Kжуп –жұмыс уақытын пайдалану коэффициенті;
kөқ -өнімділікті қолдану коэффициенті;
kтқн –техникалық қызмет көрсету коэффициенті;
Tк –күнтізбелік уақыт қоры, сағат;
Tжт –жоспарланған тұрып қалу;
Тжтқ –жоспардан тыс тұрып қалу;
kөп -өнімділікті пайдалану коэффициенті;
Иткқ –экскаваторға техникалық қызмет көрсету;
kс –сілем коэффициенті;
Hқ –құлама биіктігі;
hқ -өнделетін қабаттың биіктігі;
Мк -өнделген кіріс ені;
kж –экскавацияланатын материалды жоғалту коэффициенті;
Qп –роторлы экскаваторды пайдалану өнімділігі.
h4Кіріспе

Мәселенің өзектілігі. Үздіксіз қимылдағы роторлы экскаваторлар өзінің
құндылығына қарай үлкен көлемде жер қазу жұмыстарын орындаған кезде маңызды
рольді атқарады.
Аса берікті топырақтарды өңдеу қажеттілігі кезінде қазу күшін
жоғарлатуды арттыру, жүргізілетін жұмыстардың өзіндік құнының және энергия
шығынының көбеюіне келтіреді.
Өндіріс қажеттілігі оның өсуімен байланысты экскавацияланатын
машиналарды қолдану саласын кеңейту, жұмыстың өзіндік құндылығының
төмендетілуін қамтамасыз ету және роторлы экскаваторлардың өнімділігін
жоғарлату қажеттілігін туғызады. Құрылыс индустрия өнеркәсібінде соңғы 20
жылдың ішінде экскавацияланатын машиналар жаңартылмаған (жаңалар
енгізілмеген), қолданымдағы роторлы экскаваторлардың техникалық
мүмкіндіктері толық көлемде тозды, бұл өнімділік пен өндірісте көрсетіледі,
сондай-ақ олардың жұмысына пайдаланудың әртүрлі шарттарының ықпалын зерттеу
бойынша ғылыми зерттеулер өткізілмеген.
Қолданымдағы машиналар гравитациялы, ортадан тепкіш және инерциялы жүк
түсірмелі роторларымен жабдықталған. Роторлы экскаваторларды дұрыс
пайдалануға кедергі тудыратын бірінші себеп негізгі жұмыс органын - ротор
доңғалағын және түгелдей машинаны, экскавациялау сілемін өңдеу әдісін және
оның рационалды параметрлерін тиімсіз пайдалану болып есептеледі.h4
Экскаватордың негізгі жұмыс мөлшеріне сәйкес сілемнің параметрлерін
анықтайтын дәлелді әдістер жеткіліксіз.
Роторлы блоктың шөмішін толтыру және қосымша операцияларға бөлінген
уақыт шығындарының заңдылығын есептейтін орындалған сараптамалық зерттеулер
технологиялық процестің барлық мамандығын толық қамтымайды және
қосымшалауға мұқтаждық етеді.
Қазақстан Республикасында қолданымдағы роторлы экскаваторларды қолдану
зерттелуде және роторлы экскаватордың жұмыс сипаттамасынан (сілемнің
параметрлерінен) технологияның тәуелділігінен бірнеше зерттеудің талдаулары
көрсетілген.
Роторлы экскаваторларды құрылыста қазіргі заманға лайықты көліктермен
бірге қолдану (жебелік конвейермен) циклдік істегі машиналармен
салыстырғанда олардың үлкен әсерін тигізетін тиімділігін көрсетті.
Бірақта, технологияны есептеу және роторлы экскаватордың қажетті жұмыс
сипаттамалығын таңдау секілді бірнеше мәселелер жеткілікті әзірленбеген.
Мәселен, УкрҒЗИжобасы, ДКИ, МИҚИ және де басқа шетел фирмаларымен ұсынылған
экскаватор роторының негізгі параметрлерін және өнімділігін эмпириялық
анықтау формулалары ең жақсы модельді экскаваторлардың жұмыс органдары
параметрлерінен кейбір ауытқулар береді.
Осы кезеңдер біздің мемлекетімізде үлкен мәселелерді қамтиды, сонымен
қатар экскавациялау-көліктік машиналарды рационалды қолдану, оның пайдалану
көрсеткіштері мен нақты өнімділігін жоғарлату, сондай-ақ өндіріс
жағдайындағы технологиялық ерекшеліктерін тиімді пайдалану мәселелері
шешілмеген.
Ротордың аталып шыққан жұмыс органының тиімділігі экскавациялау
техникасы мен жұмыс жүргізу технологиясы зерттелмеген, оқылмаған салаға
жатады, сондықтан, өнімділікті есептеу әдісін әзірлеу және машинаның
негізгі пайдалану параметрлерін таңдауды, сондай-ақ, жұмыс жүргізудің
нақтылы шарттарына жұмыс процесінің техникалық ерекшеліктерін есепке ала
отыра мәліметтердің теоретикалық талдауын талап етеді.
Сондықтан, олардың өнімділігін жоғарлатуға мүмкіндік беретін жұмыс
жүргізу технологиясын есепке ала отыра, роторлы экскаваторларды есептеу
әдістемесі және пайдалану параметрлерін таңдау өзекті болып есептеледі.
Жұмыс С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің
Металлургия, машина құрылысы және көлік факультетінің ғылыми зерттеулер
жұмысының үйлестіруші жоспарына сәйкес мемлекеттік бюджет тақырып
шеңберінде орындалды.
Жұмыстың негізгі идеясы құрылыс индустрия карьерлерінде өңдеу кезінде
роторлы экскаваторларды пайдаланудың тиімділігін жоғарлатудан тұрады.
Жұмыстың мақсаты есептеу әдістемесін әзірлеу және құрылыс индустрия
карьерлерін өнеркәсіптік өңдеу кезінде роторлы экскаваторлардың
параметрлерін таңдау болып саналады.
Зерттеу мәселелері
- құрылыс индустрия карьерлерін өңдеудегі экскавациялық-көліктік
машиналарды қолдану саласында ҒЗЖ-ға шолу жасау;
- өндірістік пайдалану жағдайларындағы роторлы экскаваторлардың
параметрлерін есептеу әдісін әзірлеу;
- экскавациялық-көліктік машиналарға өзара әсер етуші орта сияқты
өңдеудегі сілем параметрлерін таңдау әдісін әзірлеу;
- өнімсіз шығындарды төмендету есебінен құрылыс индустрияның
карьерлерін роторлы экскаваторлармен өңдеудегі тиімді әдісті әзірлеу;
- өңдеудегі сілем өнімділігін есептеу үшін формула сараптамасын
жүргізу;
- карьерді өңдеуге ұсынылған әдістің тиімділігі мен жұмысқа
қабілеттілігін эксперимент түрде тексеру;
- мынадай коэффициенттер көмегі арқылы, яғни экскаваторланатын
материалдар шығыны, өнімділік және жұмыс уақытын пайдаланумен, тығыз
орындарды, қолданылмаған ресурстар мен роторлы экскаваторлардың резервтерін
анықтау.
Зерттеудің объектісіне сілем материалының параметрлері және
экскавациялау машиналарының жұмыс органы жатады.
Зерттеудің тәсілі. Роторлы экскаваторларды зерттеу көпшілік мақұлдаған
іздеу әдістерімен жүргізілген - жұмыс істейтін экскавациялық -көліктік
машиналарды (ЭКМ) есептеу әдістері мен қолданыстағы ережелерді пайдалану
арқылы жұмыс органының (ротор доңғалағы) негізгі параметрлеріне
эксперименттік және сараптық талдау жасау.
Экскавация режимдерінің теоретикалық және эксперименттік зерттеулері
құрылыс материалдар комбинаты карьерінің, Семей қаласындағы силикат
зауытының, Богатырь ЖШС, Майкубен-Вест ЖШС разрездерінде пайдалану
жағдайларында жүзеге асырылды.
Жұмыстың ғылыми жаңалығы
- ҒЗЖ талдауы негізінде өнімсіз шығындарды жою және жұмыс уақытын
тиімсіз пайдаланудан тұратын роторлы экскаваторлардың пайдалану мүмкіншілік
резервтері және пайдаланылмаған ресурстары анықталды, қазудың дәстүрлі
әдісімен роторлы экскаваторларды пайдалану мүмкіншілігін талдау инерциялы
типті экскаваторларды келешекте қолданылатынын көрсетті;
- құрылыс индустрия карьерлерінде экскавациялық-көліктік жұмыстарының
өзгеше әдісі ұсынылды, соның негізінде №20101368.1 инновациялық патентімен
расталған карьерлерді қабат-қабат тігінен-көлденең-тігінен өңдеудегі
құрамдастырылған әдісі ұсынылды;
- роторлы экскаваторлардың пайдалану параметрлерін есептеу әдістемесі
әзірленді және мақұлданды, есептеу әдістемесі үшін алғашқы рет
экскавациялық – көліктік машиналарды пайдаланудың тиімділік коэффициенті
ұсынылды;
- өңделетін сілемнің рационалды параметрлерін таңдау әдістемесі
ұсынылды және мақұлданды;
- өңделетін сілем материалдарының дәлелденген коэффициентін жедел
анықтау үшін номограммалар құрастырылды, сонымен бірге өңделетін сілемнің
өнімділігін есептеу әдісі ұсынылды.
Диссертацияда қорғалатын негізгі ғылыми қағидалар
- Экскавациялық-көліктік машиналарды пайдалану жағдайлары мен
әдебиеттер сараптамасы, өңделіп жатқан сілемнің материалдарын инерциялы
ротордың тік сызықты және көлденең сызықты қозғалыспен қабат-қабат
кезектесіп қазуын құрылыс индустриясы разрездерінің өңделуіне болашақты
және орынды екенін көрсетті;
- ұсынып отырған құрама қабатты сілемді өндеу әдісін қолдану сілем
материалдарын одан әрі өңдеу үшін қолайлы жағдайлар туғыздыра отыра,
экскаватордың жұмыс органын (шөміш) сапалы және толық жүк көптігімен
қамтамасыз етті;
- алғашқы ұсынған өнімділігін есептеу кезінде экскавациялық-көліктік
машинаның тиімді пайдалану коэффициенті, аталған типті машина жұмысының
негізгі тиімді пайдалану көрсеткіші ретінде қолданылады;
- ұсынған әдісті қолданған кезде сілемді өңдеудің тиімділігі келесі
ұсынылған сілемнің геометриялық параметрлері арқылы жетіледі: сілем
материалының биіктігі, өндірілетін сілемнің ені, экскаватордың кіріс
ұзындығы;
- өңделетін сілем материалының коэффициентін толық есепке алу арқылы
алғашқы құрастырылған номограммалардан табылатын сілемнің материалын өндіру
өнімділігінің дәлденген есептемесі.
Ғылыми қағидалардың, қорытындылар мен ұсыныстардың дәлелділігі
зерттеудің мақұлданған әдісін қолданумен және өндіріс жағдайындағы
эксперименттің нәтижелерін растаумен қамтамасыз етіледі.
Алынған нәтижелердің сенімділігі. Эксперименттік зерттеу барысында
алынған мәліметтерді өңдеу және экспериментті жүргізудің ғылыми –
негізделген әдістемесі және тексерілген зертханалық жабдықтар мен бақылау-
өлшеу аспаптары қолданылған. Ғылыми зерттеулердің дұрыстылығы теоретикалық
және эксперименттік зерттеулерінен, оның қойылған міндеттерінің
биязылығымен, өндірістің технологиялық сипаттарымен салыстырғандағы
сараптамалық талдауымен алынған мәліметтермен негізделген.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы
- ұсынып отырған құрама қабатты сілемді өндеу әдісін қолдану, өнімсіз
уақыт шығынын жою және пайдаланатын параметрлерді дұрыс таңдау есебінен
және де машина жұмысының аяқталуы кезеңінде аралық технологиялық адырында
және экскаватор шөміші толық тиелгенде сілемді сапалы және тиімді өндеуін
қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
- экскавациялау машиналарын (Ктп) тиімді пайдалану коэффициентін есепке
алу және алғашқы құрастырылған номограммалар бойынша анықталатын
өңдірілудегі сілем коэффициентінің Көс түзетілген мағыналары арқылы
өнімділіктің дәлденген есептеме әдістемесі.
- сілемнің геометриялық параметрлерін таңдау әдістемесі: сілем
материалының биіктігі, өңдірілетін сілемнің ені, экскаватордың кіріс
ұзындығы.
Автордың жеке үлесі. Міндеттерді қойылудан және зерттеу тәсілдерін
таңдаудан, есептеу әдістемесін құрудан және роторлы экскаваторлардың
рационалды технологиялық параметрлерін таңдаудан, экспериментті және оларға
сараптама жүргізуден құралады.
Жұмыс нәтижелерінің жүзеге асырылуы. Роторлы экскаваторларды тиімді
пайдаланудың есептеу әдістемесі және сілемнің өңделетін материалдарын
тиімді пайдалану параметрлерін таңдау құрылыс индустрияның келесі
карьерлерінде технологиялық процестерді өңдеуде қолдану үшін ұсынымдар
арқылы берілді:
- балшықты қолданумен кірпіш шығару бойынша құрылыс материалдар
комбинаты;
- Майкубен-Вест ЖШС-те жол төсемдерін (кеспе тастар) шығаруға
материалдарды қолданумен қазба жұмыстарын жүргізуде.
Тәжірибелік зерттеулердің апробациясы. Диссертациялық жұмыстың
материалдары С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университетінің
профессор оқытушы құрамының жыл сайынғы ғылыми-техникалық семинарларында
тыңдалып, талқыланған (2001-2009жж.); Халықаралық ғылыми-техникалық
конференция Құрылыс құрылымның теоретикалық және эксперименттік
зерттеулері (Алматы, КазГАСА, 2009ж.); IV Торайғыров оқулары атты
халықаралық ғылыми-теориялық конференция (Павлодар, ПМУ, 2010ж.);
Индустриядағы, білімдегі және ғылымдағы ақпараттық-коммуникациялық
технологиялар атты халықаралық симпозиум (Қарағанды, ҚарМТУ, 2010ж.); VII
Машһүр-Жүсіп оқулары атты халықаралық ғылыми-практикалық конференция
(Павлодар, ПМУ, 2010ж.).
Зерттеу нәтижелерін енгізу. Зерттеу нәтижелері Қ.Сәтбаев атындағы ЕИТИ,
С.Торайғыров атындағы ПМУ Көлік, көлік техникасы мен технология
мамандықтарының 3-4 курс студенттеріне арналған әдістеме оқыған кезде оқу
процесіне енгізілді. Құрылыс индустрия карьерлерінде экскавациялық
жұмыстарын жүргізген кезде, оның ішінде Құрылыс материалдар комбинаты,
Семей силикат зауыты, сондай-ақ Богатырь ЖШС, Майкубен-Вест ЖШС
разрездеріне ашу жұмыстарын жүргізген кезде технологиялық процеске
енгізілді. Толық көлемде диссертация жұмысы С.Торайғыров атындағы Павлодар
мемлекеттік университетінің Көлік, көлік техникасы және технология және
Көлік құрылысы және өнеркәсіптік оқыту кафедраларында біріккен семинарда
қарастырылып мақұлданды (қазан, 2010ж.).
Жарияланымдар. Диссертациялық жұмыс тақырыбы бойынша 8 ғылыми мақала,
оның ішінде 4-і Білім және ғылым министрлігінің білім мен ғылым саласын
қадағалау және аттестациялау комитетінің тізіміне кірген журналдарында, 4-і
халықаралық конференцияларда және симпозиумда талқыланған мақалалар жарық
көрді және Қазақстан Республикасы инновациялық патентіне өтінім берілді.
Диссертацияның құрылымы мен көлемі. Диссертациялық жұмыс кіріспеден, 5
тараудан, қорытындыдан және қосымшалардан тұрады.
Осы жұмысты жазған кезде профессорлар Р.Н. Таукелев және С.Н.
Нураковпен жүргізілген зерттеулердің эксперименттік деректері қолданылды.
Сондай-ақ, айта кететін жайт, автор тізімде көрсетілген әдебиеттерден
басқа роторлы экскаваторларды зерттеу және есептеу бойынша ЖОҒЗИЖермаш
материалдарымен қолданды.

h41 ҚҰРЫЛЫС ИНДУСТРИЯНЫҢ АШЫҚ РАЗРЕЗДЕРІНДЕ ӘРТҮРЛІ ЖҰМЫС
ОРГАНДАРЫМЕН БІРГЕ ЭКСКАВАЦИЯЛАНАТЫН МАШИНАЛАРДЫҢ ЖҰМЫС ТЕХНОЛОГИЯСЫН
ЖЕТІЛДІРУ МӘСЕЛЕЛЕРІ

1.1 Мәселенің жай – күйі
Осы жұмыс ғылыми –зерттеу жұмыстардың роторлы экскавторлардың жаңа
бағытының дамуы болып табылады техникалық ғылымдарының докторы профессор
Р.Н. Таукелев бастаған роторлы жұмыс органдарын әзірлеуге және тиімді
пайдалануға [15, 9, 11, 3, 2] бағытталған.
Профессор Р.Н. Таукелевпен 6369-67 МемСТ бойынша III-IV санатты
саздақтар мен балшықтарға лайық әрбір өндірістің ерекшеліктерін есепке ала
отырып, ЭРЭ-200 тәжірибелі-эксперименталды машина негізінде апробациямен
қыр жағдайларында инерциялы роторы бар жер қазатын экскавациялық
машиналарының жұмыс органына зерттеулер жүргізілді [9, 11, 1, 4, 8].
Осы жұмыстардың көбі маңызды мәселелерді терең зерттеуге, белгілі
жағдайларда жұмыс істейтін бір қатар нақты машиналар үшін арналған.
Осы жұмыстар біздің елде үлкен мәселені қамтиды, сонымен қатар
экскавациялық машиналарды, нақты оның өнімділігін және пайдалану
көрсеткіштерін өндіріс жағдайларда тиімді пайдалану бойынша мәселелер
шешілмеген. Практика мен пайдалану тәжірибесі көрсеткендей, Қазақстанның
құрылыс индустрия рудниктерінде роторлы экскаваторлардың техникалық
мүмкіншіліктері толығынан тамамдалды [5, 89 б; 76].h4
Соңғы 20 жылдың ішінде осы кәсіпорындарда (ендірілмеген) жаңа
экскавациялық техника жаңартылмаған, оның әртүрлі факторлары роторлы
экскаваторлардың ғылыми зерттеу жұмыстары жүргізілмеген.
Роторлы экскаваторларды қалыпты пайдалануына кедергі келтіретін
себептердің бірі –негізігі жұмыс органын - роторлы доңғалақты (РД) және
материалдарды әзірлегенде экскавациялық сілем тәсілін тиімді пайдаланбау
болып келеді.

h41.2 Жер сілемін экскавациялау және көліктің әдісі мен техникасы,
олардың даму үрдісі
Экскавациялық машиналардың жұмыс процесін және толассыздығы көбінесе
экскаваторланатын материалды жұмыс органынан қабылдайтын конвейердің
таспасына үйлесімділігімен анықталады.
Орындаушы орган- роторлық доңғалақ қозғалысты көлденеңнен және тігінен
жазықтықта орындайды. Негізігі жұмыс қозғалыстары мен роторлар тігінен
жазықтықта және бұру жебелері ротормен платформада көлденеңнен жазықтықта.
Шөміштің жылжу траекториясы кесу жылдамдықтармен анықталады.h4
Дәстүрлі роторларда осы процесс жұмыс органның шөміштерінен таспасына
гравитациялық немесе ортадан тепкіш күштерінің әрекетінен, сондықтан олар
тиісінше гравитациялық және ортадан тепкіш күшпен түсірілетін немесе
гравитациялық немесе ортадан тепкіш роторлармен жүргізіледі. Осымен қатар
экскаваторланатын материал шөміштерден ортадан тепкіш күштерімен олардың
түсіру процесіне кедергі келтіреді, ал роторларда ортадан тепкіш түсірумен,
керісінше, массалық күш тасымалдайтын материал роторының шөмішінен
гравитациялық түсірумен толығынан алып тастауын шектейді.
Зерттелетін жұмыс органында осы процесс ротор айналу жазықтығында
жасалады және ротордан онымен қазып-тиеленетін материал қабылдайтын
конвейерге қозғалыс санының күші инерциясы бойынша лақтырылады және одан
әрі өзінің орта күшпен және масса күшінің әрекетінен ұшуын жасап, сондықтан
оған инерциялы ротордың немесе инерциялық роторлы экскавациялық
машиналардың статусын беруге болады.
Жер сілемін экскавациялау және тасымалдау әдістері мен техникасын
қарау:
- технологиялық процестің көрсеткіштеріне мүмкіндік туғызатын
экскавациялық-көліктік жұмыстарын тиімді әдісі мен техникасын іріктеуін;
- экскавацияланатын топырақты әзірлеу, тасымалдау, асыра тиеу, және
төсеу процестерінде зерттелетін экскавациялық машинаның маңыздылығын.
Материалдарды әзірлеу әдістерінің артықшылығына бүгінгі уақытта жауап
жоқ, өйткені жұмыстың тиімділігі жұмыс зерттелетін жердің климат,
геологиялық және таугеологиялық жағдайларымен анықталады. Бірақ
экскавациялық машинаның маңыздылығы немесе үлгілі технологиялық сұлбалар
бойынша лайық және қажет.
Жалпы үздіксіз әрекеттегі экскавациялық-көліктік техника цикл немесе
тоғын технологиялар бойынша жұмыс істейді.
1.1 суретте а) және б) роторлық экскаватордың жұмысы экскаваторланатын
материалды темір жол және автомобиль көлігіне тиеумен көрсетілген. Осы
жағдайларда материалдарды экскавациялау үздіксіздігі көліктік құралдардың
беру мерзімділігімен бұзылады, экскавациялық машинаның және жалпы кешеннің
өндіруін төмендетеді.

а)

б)
а-СРС (к) -470 Майкубен-Вест ЖШС разрезінде;
б- РС-600 сазды Құрылыс материалдар комбинаты ЖШС автокөлігіне тиеу

Сурет 1.1 - Балшықты роторлы экскаваторлармен темір жол және автомобиль
көлігіне тиеу

Сілемнің әзірлеуі гравитациялық түсіру арқылы роторлармен машина
жылжуынан көлдененең экскаваторланатын материалды конвейерге тиеп,
кесілетін бірқабатты сілемнің көлемі -12 м2 жүрудің (125... 190 мсағ)
жұмыс жылдамдығын және көліктік құралдарға қалыпты тиеуді қамтамасыз етеді.
Гравитациялық түсіретін роторлардың түсіруге кедергі келтіретін,
мөлшері ωмах (радс) көбінесе ротордың Dр (м) азаюмен рұқсат беріледі ең
үлкен кемшілігі - ротордың бұрыштық жылдамдығы орта күшпен шектелуі:

(1.1)

Үздіксіз әрекет жасайтын техниканың және сілем технологиясының
бағыттары инерциялық роторлы экскавациялық машиналардың зерттеу негізіне
алуға болады.
Сонымен, үздіксіз әрекет жасайтын экскавациялық машиналарды тиімді
пайдалану экскаваторланатын материалдың үздіксіз түсірілуін қамтамасыз ету
және пайдалану өнімділікті көбейткен жағдайда қол жеткізуге болады.
Сонымен қатар, соңғы жылдары роторлы экскаваторларды пайдалануда қысаң
жерлері табылды: тиімсіз пайдалану және технологиялық процестердің дұрыс
таңдамау.
Баяндалғанды ескере отырып, конструктивтік, технологиялық және
пайдалану ерекшеліктерді, үздіксіз әрекет ететін роторлық жұмыс органдары
бар экскавациялық машиналардың артықшылығын қарау, біздің елде құрылыс-жол
өнеркәсіптігінде инерциялық ротордың қолдану мүмкіншілігі мен орындылығын
қарау қажет.

h41.3 Топырақтардың ойықтарында толық бұрылатын экскаваторларды
пайдалану
Біріншіден, Қазақстанның бір қатар разрездерінде Германиядан ерекше
жеткізілім бойынша келетін экскавациялық және көліктік жабдықты жөндеу,
реттеу және қолдану жұмыстары жүргізілді, роторлы экскаватор өнімділігімен
2000 мсағ, үздіксіз әрекеттегі экскавациялық –көліктік техника табысты
пайдаланды.h4

а –SchRs-500 (Лауххамер, ФРГ); б – SchRs-1500 (ЛМГ, ФРГ); в - SRs(k)-470;

г - SRs(k)-2000; д - KU-800 (Уничовский строирни, ЧССР)

Сурет 1.2 - Шетел роторлық экскаваторлардың конструктивтік сұлбалары

Кесте 1.1 – Қазақстан Республикасының карьерлерінде пайдаланылатын шетелде
шығарылған роторлы экскаваторлардың техникалық сипаттамасы

Параметрлері SRs SRs KU-300 SchRs-5SchRs-1
(k)-470 (k)-2000 (ЧССР) 00 500
(ГДР) (ГДР) (ФРГ) (ФРГ)
1 2 3 4 5 6
Теоретикалық 1120-14203500-45001200-18001850 5000
Өнімділігі,

1.1 - кестенің жалғасы

1 2 3 4 5 6
Шөміштің сыйымдылығы, 1,46 0,46 0,3 0,5 1,3
Шөміштердің саны 16 22 10 8 10
Қазудың меншікті күші, МНм 1,8-1,35 1,4-1,1 1,3-0,85 1 0,53
Қазудың биіктігі, тереңдігі, м171,5 283,5 193,7 133 246
Ротор осінің шығымы, м 23 37 36 28 45
Жебенің шығарылуы,м 23 37 36 28 45
Ротордың диаметрі 22 40,5 31,8 41 27
Ротордың айналу жиілігі - - 8,5 - -
Ротор жетегінің 6,7 11 7,1 7 13
платформа бұрылуының
жалпы белгіленген қуаттылығы,
кВт

Өнеркәсіпте жоғары өнімді роторлы экскаваторларды топырақтар мен
балшықтарды өндіру жұмысында 1990 жылдан бері пайдаланылады. Машиналардың
бірінші үлгілерін осы мерзімде ендіру туралы ЭР-2, РЭ-2Ц, ЭРГ-400Д, ЭРГ-
400ДД және Богатырь ЖШС разрезінде Такраф фирмасының СРС(к)-470 (1.1
суретте көрсетілген) экскаваторларымен орындалған жұмыс көлеміне қарап
айтуға болады.
Жұмыс сараптамасы және топырақтар мен балшықтарды өндеуде гравитациялық
және ортадан тепкіш роторлары бар экскаваторлардың жұмыс процестерінің
параметрлерін зерттеу және жұмысын талдау нәтижелерін салыстыру бір қатар
қорытындылар жасауға мүмкіншілік береді:
- қолда бар ҚСРО-ның және шетелде шығарылған роторлық экскаваторлар
қызметі ұзақ мерзімі себебінен геологиялық құрылымы күрделі сілемнің
топырақтарды ұзақ, сенімді және тиімді алуды қамтамасыз етпейді;
- осы машиналарды толық көліктік өнімділігін және сенімді жұмысын
қамтамасыз етумен тиімді пайдалану үшін сілемді саралап қопсыту қажет;
- қопсыту жұмыстарын қолдану, пайдалану едәуір шығындармен ұштасқан,
бұл үздіксіз әдіспен істейтін экскавациялық –көліктік жұмыстардың
тиімділігін төмендетеді;
- қатты материалдарды экскавациялау кезінде жылдамдық қазуды қолдану,
нақты орта күшті роторлы жабдықпен, гравитациялық жұмыс органдары бар
машиналармен салыстырғанда, жұмыс органның массалық жүктемесін екі есе
төмендетуге, 28...32 % топырақтарды өндеу кезінде шеңберлік және бүйірлік
күшті азайтуға, сонымен жұмыс жабдыққа және жалпы машинаға динамикалық
жүктемені едәуір жұмсатуға, сондай-ақ жұмыс процестің меншікті энергия
шығынын төмендетуге және экскаваторланатын массасының кесектігін азайтуға
мүмкіншілік береді.

Кесте 1.2 - Богатырь ЖШС разрезіндегі толық бұрылмалы роторлы
экскаваторлардың 2001-2009 жж. арналған жұмысын талдау

ЭкскаватоМашиналардың Зерттеу нәтижелері
рдың параметрлері
№рмаркасы
т
№

1.4 Роторлы экскаваторлар жұмысының тиімділігін жоғарлату жолдары
Роторлы экскаваторлардың жұмыс органдарының элементтерін пайдалану
кезінде жалпы пайдалану коэффициентерін басшылыққа алады, мөлшері кең
шектіктерде теңселеді (кисп=1,5-4) Qs [43], асырып көрсетілген пайдалану
коэффициенттері енгізіледі. Осындай тым артық пайдалану коэффициенттің
мөлшері машиналарды тиімсіз пайдалануға және жұмыс құнын қымбаттатуға әкеп
соғады, бұл өз кезегінде өндірістің және экскаваторлардың пайдалану
көрсеткіштерін төмендетеді.
Бір қатар зерттеулерде кесу процесін болжау үшін экскавация кезінде
пайда болатын тенсеріліс бойынша мәселелер зерттелген. Нәтижесінде
жылдамдық роторлармен экскавация кезінде кесу күшінің бір қатар
математикалық моделдері әзірленген [10] Бірақ оларды пайдалану үшін
технологиялық процестерді әзірлеген кезде әрбір жеке жағдайда пайдалану
өндіруін анықтау үшін теңеуге кіретін эксперименталдық коэффициенттерді
табу қажет.
Бұдан басқа, әдеби арналарда дәстүрлі орындалатын (ортадан тепкіш,
гравитациялық) сілемді ротормен экскавциялау кезінде кесу спектрінің құрамы
туралы деректер бірмәнді емес, нақтылау айтқанда: бір арналарда кесудің
құрамы шөміштердің тістері кесу аймақтан өту жиілігінде өзгереді деп
айтылады [68, 75 б.], басқаларында [36] кесу ротордың айналу жиілігінде
және тіс жиілігінде деп жазылады.
Осымен байланысты ротормен өндіруді экскавациялау кезінде кесу тәсілін
зерттеуге және машинаның параметрлерін тиімді пайдалану мақсатында
технологиялық процестерді өзгерту жөнінде ұсыныстар беруге қажеттілік пайда
болады.
Өндірілетін топырақтар процесінің пайдалану ерекшеліктері және
машинаның жұмысынан пайда болған жұмыс жазықтықтарында әртүрлі факторларға
түсетін жұмыс органдарының құрылым мәселелері жеткілікті зерттелмегендігін
кемшілікке жатқызуға болады.
Бұрылу роторлы экскаваторлардың жұмыс процесі топырақты кесу –екі
тәуелсіз қозғалыстан тұратын үздіксіз процеспен сипатталады: жұмыс
органында –роторлық доңғалақта орнатылған кесетін элементтерінің көп
жылжуы, жебеге қатысты және жұмыс органымен бірге жебенің өзіне жылжуы
жабық траекториясы бойынша, машинаның өндіруіне және өнімсіз шығындарға
ықпал етеді.
Роторлы доңғалаққа жанасқан сыртқы күштердің кеңістігі топырақты
роторлық экскаваторлармен кесу ерекшеліктерінің бірі болып табылады.
Жұмыс органын жүктеу сұлбасының кеңістігі жер қазатын машиналарының
көбіне тән, әдеттей кесу күшін құрайтын жанама олардың негізгі күші болып
табылады. Бұл тек осы құрамды терең зерттеуге ықпал етті. Бірақ роторлы
айналатын экскаваторлар үшін кесудің жанама күштерін талдау жеткілікті
емес. Осы саладағы білімнің жеткіліксіздігінен пайдаланушылар кесу есебін
жанамадан [28, 69 б.] жүргізуге жиі мәжбүр болады. Н.Г.Домбровскиймен
ұсынған осы әдіс жер қазатын машиналарға топырақтың кедергісін анықтаудың
ең алғашқы тәсілдерінің бірі болып табылады.
Өнімділігімен ұқсас роторлы экскаваторлардың конструкцияларын талдау
олардың құрастыру сұлбаларының бір типтігін көрсетеді. Сондықтан өндірістік
жағдайларда машиналардың кейбір типтерінің зерттеуін оның жұмыс
технологиясы кезінде олардың параметрлерінің кейбір ауқымдарында жасау
орынды.
Осындай зерттеудің негізінде әрбір құрылым үшін параметрлердің жұмыс
уақытын пайдалану коэффициентеріне, өнімділікке ықпал етуін анықтауға
болады. Осындай зерттеуді анықтауға есеп моделін бір немесе екі тәуелді
дәрежесімен жүйеге дейін оңайлату мүмкіндігін анықтауға мүмкүндік береді.
Осындай талдаудың нәтижесінде бұрыннан зерттелген құрастыру бойынша осыған
ұқсас, бірақ параметрлердің басқа маңыздарымен қарапайым есеп үшін негіз
құрылады. Роторлы экскаваторлардың жұмыс процесінде белгілі жағдайларда
техникалық сипаттамалардан мәнді өзгерістер пайда болуы мүмкін.
Машиналардың пайдалануына және жұмыс органдарының жұмыс сипатына қазуға
топырақтың кедергісі, қазу жылдамдығы, ротордың кесу элементтерінің
құрылымы және саны, топырақтың бір текті еместігі, оның сынықтар түрлері
және басқа факторлардың болуы нақты ықпал етеді.
Эксперименталдық деректер бойынша сілемнен кіру және шығумен байланысты
роторға сыртқы жүктеменің өзгеру мерзімділігі көзге түсетін фактор болып
табылады. Инерциялық роторларға тән қазудың жылдамдығы ұлғайған кезде және
жұмыс органның тербеліс бұрыштарын және тығыз топырақты өндірген кезде
ротордың және экскаватордың қалыпты жұмысын бұзуға мүмкін.

h41.5 Роторлы экскаваторларды зерттеуге арналған жұмыстарға шолу
жасау

1.5.1 Жер қазатын машиналардың жұмыс органдарын зерттеу саласындағы
эксперименталдық-теоретикалық жұмыстарға шолу
Қазуға топырақтың кедергі күштерінің заңдылығын анықтау, машиналардың
пайдалану сипаттарын анықтау, пайдалану және шұғыл режимдегі жұмыстағы
жұмыс органдарын зерттеу, оңтайландырудың синтез бен параметрикалық
мақсаттары осы саладағы зерттеулердің негізгі бағыттары болып табылады.
Топырақ қазатын машиналардың жұмыс органының параметрлерін есептеу және
іріктеу әдістерін ғылыми негіздеп қалыптастыру мақсатында қазып–тиеп
алынатын топырақтардың қирау процестерінің заңдылығын анықтауға
Ю.А.Ветровтың, А.В.Докуниннің, Н.Г.Домбровскийдің, Н.Д.Красниковтың,
В.П.Ломакиннің, Р.Ю.Подэрнидің жұмыстары арналған.
Құрылыс және жол машиналарының зерттеулеріне В.А.Бодаровичтің,
Д.П.Волковтың, Н.Г.Домбровскийдің, В.М.Осецкийдің, С.А.Панкратовтың,
Б.А.Барингольдтің, В.В.Власовтың, В.В.Гужовскийдің, В.И.Перепоновтың,
И.И.Попроцкийдің, В.Н.Репиннің, А.Г.Хадовтың және басқалардың жұмыстары
арналған. И.И.Артоболевскийдің, А.Н.Голубенцевтің, А.В.Докукиннің,
Н.Г.Домбровскийдің, А.С.Фиделевтің, В.В.Гужаковскийдің, Д.А.Каминскийдің
және басқалардың жұмыстарында синтез және параметрикалық жүктеменің
мәселелері және функцияналдық бағытталудың ерекшеліктері баяндалған.
Ғылыми негізделген роторлы экскаваторларды тиімді пайдаланудың
көтерілуі машиналардың жұмыс органдарында қазу күштерінің дұрыс
сипаттамасын іріктеуден тәуелді.
1959-1962жж разрезде орындалған ЭР-1 экскаваторды сынақтан өткізгенде
(жетекшісі Н.Г.Домбровский) экспериментальдық зерттеулердің нәтижелері
экскавациялау процесіне қазуға кедергі күштері ұштасылады.
бүйірліктің қалыптыға қатысы және шеңберлікке күштерді құрайтын
орташа мынадай болып өзгерді: h4

; ; , (1.2)

Қазудың меншікті кедергі мөлшері белгіленген-0,7-1,5-МПа.
ЭРГ-400Д және ЭРГ-350 экскаваторлардың зерттеуі (1965ж.-Екібастұз,
1967ж-Ирша-Бородино, жетекші Д.И. Федоров) тәуелділік кесілетін жоңқаның
мөлшерлер қатыстысын белгілеуге мүмкіндік берді. Жанасқан және бүйірлік
құрастыратындардың органда 6-7 рет, ал ортамаксималдық -1,5-2 рет көп
орташа жүктемелерден.
1967-1970жж УкрҒЗИжоба институтының мамандарымен (жұмыс жетекшілері
В.М. Владимиров, В.В.Гужовский) ЭРГ-400Д (1967ж.Екібастұз), ЭРГ-350 (1968ж.
–Ирша-Бородино), ЭРШР -1600 (1968 Алесандрия) СРс(к)-470 (1970ж,
Екібастұз), ЭР-1250 (1970ж., Тулун) экскаваторларды кешенді сынаудан
өткізген. Осы машиналардың кешенді сынаулары өнделетін топырақтар
материалының қасиеттерін, кесудің күш, режимдік және энергетикалық
параметрлерін анықтауға мүмкіндік берді, бірақ машиналардың пайдалану
сипаттамалары, пайдалану және технологиялық параметрлері анықталмаған.
Топырақ қазатын машиналардың жұмыс органдарында қазу және кесу процесінің
параметрлерін негіздеуге теоретикалық негіздеріне зерттеулер арналған
[7,27,28,69,83,57,60,44,23,13,42,62 ,78,82,22].
Ю.А.Ветровтың, В.В.Власовтың, В.П.Станевскийдің, А.И.Уткиннің
жұмыстарында жұмыс органның тиімді параметрлерін іріктеуге мақсат қойылады.

Ерекше жүктемесінің статистикалық табиғаты көрсетіледі және олардың
іріктеуін кесу ықтималдық сипаттамаларын есепке алумен ұсынылады. Тоқтатқыш
режиммен пайда болатын жұмыс жабдықтың негізделмегендігі айтылады [83].
Жүктемелердің жоғарғы мәндерді вариация коэффициенті олардың кезеңінде 11-
20 рет жұмыс органның элементтер вариациялар коэффициентінен төмен және
барынша ықтималдық мәндері саласынан жүктеменің манызын негіздеп пайдалану.
Д.П.Волковтың, В.А.Черкасовтың, Г.Я.Неплотниктің [12, 27-36 б.]
еңбектерінде қазып тиеу массивтің физика-механикалық қасиеттерінің бір
тектік еместігі атап өтіледі, қазудың кедергі күштерінің вариациясын
түсіндіретіндігі, топырақ қазатын машиналардың жұмыс жабдығына әрекет
жасайтын жүктемелердің кездейсоқтық сипатын растайды.
Р.Ю. Подэрнидің [7] жұмысында сілемнің моделі стационарлық және энергия
қасиеттерінің негізінде топырақтың физика-механикалық қасиеттерінің
статистикалық параметрлерін үйлестірумен сипатталатын квазистационарлық
тәрізді шығынға жазылуы мүмкін. Осы жұмыста, сондай-ақ Ю.А. Ветровтың және
В.В. Власовтың [14, 19 б.] төмен жиілікті құрамында кесу күші үстем жиілігі
бар, оның шеңберінде 16 бастап 44 % күштің жинақталған дисперсиясы
шоғырланатыны көрсетіледі. Р.Ю. Подэрни [7, 12 б.] көрсеткендей роторлы
шөміштің жұмыс органында шөміштер санының көбеюі төмен жиілікті құрамның
31% дейін көбеюіне әкеп соғады.
Топырақ қазу машиналардың элементтерінде динамикалық кернеулердің
амплитудаларын төмендету мақсатында көрсетілген төмен жиілікті
құрайтындардан машиналар конструкцияларының элементтерінде жұмыс
жиіліктерін құру есеп әдістеріне арналған жұмыс мәселелері жеткілікті
зерттелмеген.
В.М.Владимировтың, В.М.Гилистің, М.Н.Толстойдың [57, 44 б.]
жұмыстарында экскаваторланатын сілемдердің жобалау телімдері үшін роторлы
экскаваторлардың орындаушылық органында жұмыс жүктемесін ұқсату модельдің
теоретикалық және практикалық негіздері баяндалған. Жүктеменің
статистикалық моделіне кен орнын құрайтын топырақтар қатарының мықты
қассиеттері мен қуаттылығының кореляциялық матрицасы, экскаваторлардың
сындарлы параметрлері, кесілетін элементерінің тозу және нысанының өзгеру
параметрлері салынған.
Жұмыс топырақ қазу машиналарының құрылымын жан- жақты зерттеу
мәселелеріне еңбектер арналған [27,21,17,32,18,49,91,79,26,29,30,3 5,64,31].
Алғашқы рет В.В.Гужовскийдің, М.М.Мандельблаттың, Э.Л.Смородинскийдің
[49] жұмысында қалыптасқан роторлы машиналардың тоқтатқыш режимдердің
мәселелерін шешуге экперименталды-аналитикалық қатынас және одан әрі
И.И.Попроцкийдің [30] жұмысында дамыған машинаның сілеммен техникалық
мінездемесімен аналитикалық байланысында құрылымында негізделген. Сонымен
қатар экскаватор-сілем жүйесі қазу күшін экскаватор жүйесінің
реакциясымен байланысатын жазықтардың өзара және автоспектральдық қатынас
ретінде анықталады. Белгілі кластың машиналары үшін экскаватор-сілем
тапсыру функциясын құру мүмкіншілік беретін көп материалдың болуы, оның
нәтижесінде роторлы экскаватордың моделі алғашқы жақындауында топырақтың
қасиеттерін және оны экскавациялау технологиясын, зерттейтін бағытындағы
салада машинаның өзінің техникалық мінездемесінің болуы
эксперименталдық–аналитикалық қатынастың қасиеті болып табылады.
Роторлы экскаваторлардың жұмыс органдарын зерттеу саласында жұмыстарды
шолу-мыналарды атап өтуге мүмкіншілік береді:
- жұмыс органдарды олардың элементтерінің технологиялық қасиетін
есепке алумен кешенді зерттеу әдісі жоқ;
- экскаваторлардың кесу элементтерінде тістер соғылуымен сілемде
кесетін элементерінің ауысу жиіліктерімен және жоңқа пайдалану
жағдайларымен негізделген қазуды құрайтын күштердің есептік әдісін әзірлеу
қажет;
- зерттеу тәжірибесіне машиналардың пайдалану сипаттарын есептеудің
тиімді әдісін әзірлеу және енгізу, есеп сұлбалары нақты сынарлы есеп
сұлбаларына жақын және сынақтарда алынған есеп техникалық деректерді
экспериментальдық деректермен салыстыру қажет.

h41.5.2 Экскавациялық машиналардың жоғары өнімді роторлы жұмыс
органдары
Іс-әрекеттегі роторлы экскавациялық техника қазып тиелетін
топырақтардың қаттылығымен анықталатын екі бағыт бойынша жасалу қажет,
М.М.Протодьяконовтың шкаласы бойынша екі топқа бөлінген:
біртектес құрылымы және 2,0...2,5 бірліктер;
бір тектес еместігі қатты топырақтар қабаттарының қаттылығы 3...8 бірлік
(қат тәрезді).
Экскаваторланатын массаны осылай ажырату машиналардың параметрлерін
нақтылауға мүмкіншілік береді, оларды машиналардың өнімділігіне әрекет
жасайтын күш және технологиялық сипаттамаларын, сондай-ақ жұмыс жүргізу
техникасын оңтайландырудың бағыттарын анықтауға және жұмыс көлемін
орындайтын экскавациялық техниканың ауысымдық коэффициентін көтеру.h4
1990 жж. дәстүрлі орындайтын шөміштердің күштеп түсіру мен әртүрлі
құрылымды жылдамдықты роторларды құру бойынша интенсивті жұмыстар
жүргізілді.
Сынақтан өткен осындай принцип бойынша жұмыс органдардың
экскаваторланатын материалын беру шөміштерді қырғыш қолданумен радиальді
босату жұмысты атап өту қажет. Бірақ сындарлы орындаудың күрделігі,
экскавация аймағында процестер және шөміштердегі артық асқын жүктелу
материалдың болуы олардың практикалық пайдалануына кедергі келтірген.
Осындай роторлардың көптеген зерттелген құрылымдарынан перспективтік
бағытты шөміштерді ортадан тепкішпен түсіру жылдамдық жұмыс органы болып
табылды. (1.3 сурет).

1-ротор; 2 и 3-роторлы және тиеу-түсіру жебесі; 4-қарсы салмақ
консолі; 5-бұрылмалы платформа; 6-жоғарғы құрылыс; 7, 8-роторлы және тиеу-
түсіру жебелерінің аспасы; 9-тірек-бұрылмалы құрылғы; 10-шынжыр табанды
жүріс.

Сурет 1.3 - ЭРГ-400 роторлы экскаватордың сұлбасы

Жоғарыда қаралған барлық жұмыс органдарымен қабаттың экскавациясы
өзінен жүргізіледі, сондықтан өнделетін топырақтардың қаттылығының
ұлғаюымен жұмыс жабдығының элементтеріне әрекет ететін күштік сипаттары
өседі.
Инерциялы ротордың үздіксіз әрекеттегі экскавациялық машина ретінде
қолдану мақсаттары мен перспективаларын, алдына ала осы ротордың кейбір
параметрлері бойынша артықшылығы мен кемшіліктерін анықтап, белгілеуге қиын
емес. Ортадан тепкіш жүктен босату ротордың барлық қасиеттеріне ие болып,
инерциялық жұмыс органы олардың алдында бір қатар артықшылығы бар, негізгі
болып табылатыны:
а) қазу процесі ұлғайған жылдамдықпен жасауға болады, қажетті
жоғарлаған шектерде ротордың өндеуін алуға мүмкіншілік береді;
ә) ротордың құрылымы қарапайым және қызмет көрсетуде күрделі емес,
ротордың пышақтары конвейерге таспа қозғалысының бағыты бойынша бастапқы
жылдамдықпен берілетін жұмыс процесінде кесілетін материалмен өзінен өзі
тазаланады;
б) кесілетін материалдың құлауымен таза қиғаш кесумен жоғарыдан төмен
энергия сыйымдылықпен өтетін инерциялы ротордың қазу процесін қарауға
ерекше көңіл бөлінуде.
Осыған байланысты ғылымның кейбір негізгі қағидаларының жер қабаттарын
кесу және олардың қазу жылдамдықтан тәуелді екені туралы талдауын өткізу
орынды, олардың зерттеуі келесі бөлімдерде көрсетілген.

h41.6 Зерттеулердің мақсаттары мен міндеттерінің қойылуы
Үздіксіз әсерлі экскавациялық–көліктік техниканың даму бағытын ескере
отырып, елдің солтүстік аймақтарындағы қатал климаттық жағдайларда ашық
өндеулерде қолдануын есепке алып, экскавациялық жұмыстарды жүргізудің жаңа
шешімдері мен технологиялары талап етіледі. Осымен байланысты инерциялық
ротор ерекшеліктері мен қасиеттері жоғарыда сипатталған басқа жұмыс
органдардан ерекшеленеді және сілемнің қабатын өндеумен жұмыс процесімен
қызықтырады.
Осыған байланысты зерттеудің мақсаты болып табылатын бұл топырақтарды
қатты пайдалы экскавациялық-көліктік техниканың, жұмыс жүргізу және жұмыс
процестердің параметрлерін белгіленуі болып табылады.
Үздіксіз әсерлі машиналарға, жұмыстарды ұйымдастыру және жүргізу
технологиясына экскавациялық талаптардың өткізілген талдауы негізінде,
сондай-ақ қойылған мақсатқа сәйкес зерттеудің негізгі мақсаттары мыналар
болып табылады:h4
а) өндірістік жағдайларда мөлшерлік, режимдік және энергетикалық
параметрлерді анықтаумен инерциялы ротордың қабілеттілігін белгілеу;
ә) аналитикалық деректердің негізінде инерциялы ротордың негізгі
параметрлерін іріктеу әдісін әзірлеу, нәтижелерін дәстүрлі роторлардың
параметрлерімен салыстыру;
б) қатты материалдарды оның ішінде балшық пен топырақты әзірлеу үшін
инерциялы ротормен роторлы экскаваторлардың тиімді пайдалануын белгілеу;
в) инерциялы ротормен машиналардың негізгі пайдалану көрсеткіштерін
талдау;
г) өнімділік есеп әдісінің негізін және инерциялы ротормен
экскавациялық машиналардың тиімді параметрлерін іріктеуін әзірлеу.
Қойылған мақсаттардың шешуі зерртеудің теоретикалық және өндірістік
әдістерімен, жұмыс органдарының, режимдік және энергетикалық параметрлердің
аналитикалық талдауымен және зерттеу нәтижелерін гравитациялық және
үздіксіз әсерлі ортадан тепкіш техниканың техника-экономикалық
салыстырумен, жүзеге асыруға белгіленген.
Жиналған тәжірибеге ортадан тепкіш жүк түсiруi бар роторлардың
қолдануын гравитациялық ротормен салыстырғанда оның динамика деңгейi
25...30% төмендегенін ротордың валы орташа жүктеу 1,7 есе төмендегенін
көрсетті. Бұл ротордың ортадан тепкiш жүк түсiруi бар жабдығының
артықшылықтары күштi есептi мәндердi машинаның ортақ массасының үлкеюiсiз
жоғарылатуға мүмкiндiк бердi.
Сонымен бiрге жұмыс жабдығының элементтерiне жүктеме едәуiр
кiшiрейтілмеген. Қазу процестен реакцияның керi әсерi жұмыс жабдығының
салмақтырақ күйiне мүмкiндiк туғызады.
Мұндай роторлардың бiрi жұмыс органы болып табылады, ССР №258151, Е02,
0900 авторлық куәлігі бойынша (УкрҒЗИжоба), артқы бұрылған шөміштің кескіш
түрімен. АҚШ №275462 [75] патенті бойынша шөмішпен жабдықтау артқы
қабырғаларсыз және түптері “Kolby” фирмамен базалық экскаваторға жаңа
роторды таңдаймыз, Philidini разрездерінде Иллойнс штатында (АҚШ) үлкен
көлемінде өндірілген жұмыстары жүргізілген.
1957 жылы техникалық әдебиетте [76] инерция жүк түсiруi бар роторлы
жұмыс органының сипаттамасы пайда болды және оның есептеуiнiң әдiстерi
берілетiн болды. Ротордың конструкциясы оңай және жаттығу мүддесiн ұсынады.
Ротор айналуының биiк жылдамдығы шөміштер ортадан тепкіш есебiнен пайда
болатын күштер. Жүк түсiрулер заңды әдiсте тiке қарсы қабырға туралы
шөміште жердiң үйкелiсi кедергiсiнiң жеңуiнде энергияның түбегейлi шығынына
қалқан да жүрексiне алып келген ашық алдыңғы қабырғамен шөміштерін қолдану
керек болады.
Берілген ротордың гравитациялық қайта тиеу шөмішімен салыстырғанда
келесі артықшылығы:
- едәуір үлкен жоғарғы өнiмдiлiгі;
- орталық ротордың орналастырылуын қабылдау транспортерi туралы;
- қосымша қайта тиеу құрылымдардың жоқтығы.
Бұл түрдiң роторының кемшiлiктерiне таспаны және жердiң лақтыруын
порциялықтың жанында қабылдау транспортерiнiң элементтерiне жердiң соққы
әсерi жату керек.
Жоғарыда көрсетілген айрықша ротордың түрі инерциялық қайта тиеу алып
тастауы мәліметтері берілген роторлар түрі сипатталды. Қаралатын ротор
жылдамдықтарда жоғары критикалық емес, кәдiмгi жылдамдықтарға,
экскавациялау, өйткенi инерция және жердiң салмағы күштердiң әрекетi
нәтижесiнде болады да жұмыс iстей алатынын қосымша атап өту керек. Едәуiр
транспортердiң элементтерiне топырақтың әсер етуі аз тиеді.

h41.7 Процестiң зерттеуi және шапшаң қазуды есептеудiң ғылыми-практикалық
салада жұмыс iстеулерiне шолу жасау
Алғашқы топырақты кесу процесін зерттеу жұмыстары тәжiрибелi
коэффициентi арқылы профессор В.П.Горячкинмен 1923 жылы ұсынылып
жүргізілді. Белгілі формула [23]:h4

, (1.3)

мұнда, - соқаның ауыстыру кедергісі;
- бұзылған материалдың кедергісі;
-кескіш қабатты инерциямен женіп алу қажеттілігінің
кедергісі.
Кесу және қазу процестерін зерттеулерге үлкен үлестерін қосқандар
И.Я.Айзеншток, А.П.Зеленин, Л.И.Борон, Ю.А.Ветров, Н.Г.Домбровский,
Д.П.Волков, В.А.Владимиров, К.А.Артемьев, В.И.Баловнев, З.Е.Гарбузов,
Р.А.Кабашев, А.С.Кадыров, Ю.Д.Красников, Э.Н.Кузин, М.С.Кульгильдинов,
И.А.Недорезов, П.И.Никулин, С.Н.Нураков, В.П.Степановский, Р.Н.Таукелев,
Ж.Ж.Тургумбаев, Н.А.Ульянов, Н.Д.Устинкин, Д.И.Федоров, В.А.Черкасов,
В.Ю.Чудинский.
Инженерлiк есептеулердегi кең практикалық қолданулар қазу күшін кедергі
коэффициенті арқылы анықтау әдiсі профессор Н.Г.Домбровскиймен ұсынылған
[28, 69 б.].
Профессор А.Н.Зелениннің зерттеулері танымалы, ЖолҒЗО динамикалық
тығыздықтық саны арқылы көрсетілген, коэффициент С арқылы кесу процесіне
топырақтың әсер етуін белгілеген. [73, 66, б; 32].
Профессор Ю.А.Ветровпен ұсынылған жай өткір пышақпен кесу процесін
есептеу әдістемесі өзара қызығушылық тудырады, бұл КИҚИ зертханасында оның
оқушыларымен ойдағыдай даму үстінде [83, 34,72,86, 45,59,50].
Толық әдiспен профессор А.И.Боронның жұмыстарындағы кесетiн аспапқа
сыртқы күштерiнiң әсерi болуы үңгуiш машиналарымен топырақты кесу кезінде
анықталған [63, 71 б.].
Профессор В.И.Баловневпен ұсынылған экскавациялау машиналарын қазу
процесін модельдеу әдiсi жұмыстардың ғылыми – зерттеу жұмыстарының
қиындығын қысқартуға едәуiр мүмкiндiк бередi.
Балшық сілемдерін өндіру үшін жоғары өнімді жару – импульстік
өндіргіштерді құру бойынша алғашқы жүргізілген жұмыстар үлкен қызығушылық
туғызады (А.А. Скачинский атындағы ИГД) [48, 84 б; 67].
Теориялық әдiстер арқылы топырақтарды қазу процесін құру оң жаққа
шешілмеді, өйткені айтарлықтай алған есептеулердің нәтижелері нақты
эксперименталды шамалардан аналитикалық жолмен ажыратылған. 26079-84 МемСТ
бойынша тікелей машиналарды өндiрiстiк жағдайларда шығарылған
эксперименталды зерттеулердiң негiзiнде УкрҒЗИжоба институтымен
тәуелдiлiк бойынша қазу процесін анықтауға ұсыныс жасалған [61]:

(1.4)

мұнда, - орындалушы органының жетек қозғалтқыштың қуаты;
- экскаваторланатын материалдың коэффициенті;
- көліктік өнімділік;
- ротордың диаметрі;
- экскаваторланатын массаның тығыздығы.

Жоғарыда көрсетiлгендей, ең тиімді жоғары өндiру экскавацияланатын
машиналарды құру бағытының бірі болып, олардың жұмыс процесстерiнiң
жылдамдығының жоғарылатуы болып табылады. Жоғарыда жүргізілген физика
талдауы және топырақтарды экскавациялау процесiнiң формулалары кесудiң
(1...2мс) аз жылдамдықтарына жатады. Кесу процесi 2 мс асатын зерттеу
қорытындыларының ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.