Анотація до роботи:

18. Горбатюк Е.В. Рабочие органы землеройных машин беспрерывного действия с направленными потоками выноса грунта // Труды Дальневосточного государственного технического университета, 2001. – Вып. 128. – С.76-77.

АНОТАЦІЇ

Горбатюк Є В. Створення робочого органу землерийної машини з орієнтованими потоками виносу ґрунту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.04 – машини для земляних та дорожніх робіт, Київській національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2006.

Існуючі робочі органи землерийних машин безперервної дії мають такий недолік при екскавації ґрунту за допомогою типових метальників: в них відбувається змішування частинок ґрунту з різним зарядом енергії, що приводить до непродуктивних витрат енергії на перемішування ґрунту. Отже, розробка машин з робочими органами, які дозволяють регулювати потоки ґрунту за рахунок віддалення частинок зруйнованого ґрунту з зони різання з подальшим їх пересуванням у грунтовиносні елементи, є досить актуальною.

Дана робота присвячена дослідженню закономірностей процесів розробки ґрунтового масиву та викидання розробленого ґрунту високошвидкісними робочими органами зі створенням орієнтованих потоків ґрунту.

На захист виноситься новий низькоенергоємний принцип розробки ґрунту високошвидкісними робочими органами зі створенням орієнтованих потоків ґрунту. Розроблений математичний апарат визначення параметрів нових робочих органів. Виготовлені дослідно-промислові зразки у вигляді ручного механізованого інструменту та екскаватора безперервної дії, які захищені 5 деклараційними патентами України.

1. Розроблено новий підхід до аналізу процесу розробки ґрунту робочими органами безперервної дії, який заключається у можливості орієнтування потоків ґрунту. Робочий орган, який формує орієнтовані потоки ґрунту, складається з діаметрально розбіжних транспортувальних елементів, приєднаних до ободу, які обладнані різальними елементами, та ґрунтовиносних елементів, що розташовані за ними.

2. Визначено закономірності формування потоку ґрунту при застосуванні високошвидкісних робочих органів, які полягають у тому, що частинки зруйнованого ґрунту мають різні заряди енергії, і регулювання потоку ґрунту здійснюється за рахунок віддалення частинок зруйнованого ґрунту з зони різання з подальшим їх пересуванням у пазухи ґрунтовиносних елементів.

3. Для обґрунтування нового принципу розроблено математичний апарат, що дозволяє визначити траєкторію та швидкість руху ґрунту по ґрунтовиносним елементам; визначити конфігурацію ґрунтовиносних елементів; знайти залежність частоти обертання робочого органу від радіусу робочого органу при сталій дальності викидання ґрунту; визначити товщину стружки, що зрізається робочим органом; знайти сили різання ґрунту розробленим робочим органом та сили, що діють на частинку ґрунту, яка рухається по ґрунтовиносним елементам; потужність, необхідну на руйнування та винос ґрунту з траншеї; визначити питому продуктивність робочого органу безперервної дії з орієнтованими потоками виносу ґрунту.

4. В результаті порівняння кінематичних параметрів руху частинки ґрунту по ґрунтовиносним елементам різної конфігурації, які створюють орієнтовані потоки ґрунту, визначено, що ґрунтовиносні елементи, виконані у вигляді частини еліптичного конусу, дозволяють одержати максимальну щільність ґрунтового потоку.

5. Проведені порівняння робочих органів землерийних машин безперервної дії з ґрунтовиносними елементами, які приєднано позаду робочого органу, з іншими робочими органами землерийних машин безперервної дії дали можливість визначити мінімальну область енергоємності розробки ґрунтового масиву (частота обертання =60…200 с^-1, дальність викидання ґрунту X=5…20 м), де цей робочий орган доцільно застосовувати.

6. Ґрунтовиносні елементи повинні бути виконані у вигляді конусу з прямими твірними, що зменшує шлях транспортування ґрунту по ґрунтовиносним елементам. Робочі органи з такими ґрунтовиносними елементами мають енергоємність розробки ґрунту на 10-15% менше порівняно з робочими органами з ґрунтовиносними елементами, що виконані у вигляді частини піраміди. Експериментально визначено оптимальний кут нахилу твірної конуса. Він повинен лежати у межах 40⁰…50⁰. В результаті проведених досліджень доведено, що розроблені робочі органи забезпечують вільне пересування розробленого ґрунту до периферії робочого органу, більшу дальність його виносу.

7. Проведені натурні випробування дослідно-промислових моделей робочих органів з орієнтованими потоками руйнування та виносу ґрунту підтвердили правильність вибору конструктивних схем. Питома продуктивність при частоті обертання робочого органу =30 с^-1, затраченої потужності на розробку ґрунту N=0,6 кВт, дорівнює П_ПИТ=13 м³/(кВтгод), що на 20 % вище ніж для дискових робочих органів.

Публікації автора:

Статті у наукових фахових виданнях

1. Горбатюк Є.В. Робочі органи землерийних машин з роздільним потоком розвантаження //Науково-практичні проблеми моделювання та прогнозування надзвичайних ситуацій: Збірник наукових статей, – К.: МНС України, КНУБА, 1999. – Вип. 2. – С.117-119.

2. Горбатюк Є.В., М’ясников Г.Ю., Холоденко А.М. Нові конструкції навісного обладнання землерийних машин динамічної дії //Техніка будівництва: Науково-технічний журнал, 1999. - Вип. 5. - С.11-13.

3. Пелевін Л.Є., Горбатюк Є.В. Кінематичні параметри робочого органу з направленими потоками енергії руйнування та виносу ґрунту //Техніка будівництва: Науково-технічний журнал, 1999. - Вип. 6. - С.10-13.

4. Пелевін Л.Є., Іваніцький О.О., Горбатюк Є.В. Дослідження руйнування ґрунту робочим елементом з пружною підвіскою // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Респ. міжвід наук.-техн. зб., – К.: КДТУБА, 1999. - Вип. 53. - С.7-11.

5. Горбатюк Є.В. Аналіз існуючих конструкцій метальників землерийних машин неперервної дії поперечного копання // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Респ. міжвід. наук.-техн. зб., – К.: КДТУБА, 1999. - Вип. 54. – С.15-22.

6. Пелевін Л.Є., Горбатюк Є.В. Аварійно-рятувальна землерийна машина //Науково-практичні проблеми моделювання та прогнозування надзвичайних ситуацій: Збірник наукових статей, – К.: МНС України, КНУБА, 2000. – Вип. 4. – С.93-97.

7. Горбатюк Є.В. Дослідження сил різання при руйнуванні ґрунту робочим органом з направленими потоками виносу ґрунту // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Всеукраїнський міжвід. зб. наукових праць, 2000. - Вип. 56. - С.18-21.

8. Горбатюк Є.В. Встановлення раціональної частоти обертання робочого органу, який дозволяє регулювати потоки ґрунту з умови повного викидання ґрунту // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Всеукр. міжвід. збірник наукових праць, - К.: КНУБА, 2002. - Вип. 60. - С. 59-62.

9. Горбатюк Є.В. Подібність процесів розробки ґрунту робочими органами безперервної дії // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Всеукр. міжвід. збірник наукових праць, - К.: КНУБА, 2002. - Вип. 59. - С. 33-36.

10. Горбатюк Є.В. Огляд та аналіз існуючих конструкцій робочих органів землерийних машин динамічної дії // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Всеукр. міжвід. збірник наукових праць, - К.: КНУБА, 2003. - Вип. 61. - С. 48-52.

11. Горбатюк Е.В. Экспериментальные исследования новых рабочих органов разрушающе-транспортирующих машин с ориентаций потоков грунта // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: Сборник научных трудов, - Харьков: ХНАДУ, 2005. - Вып. 29. - С. 33-36.

12. Горбатюк Є.В. Синтез навісок нових робочих органів з орієнтованими потоками виносу ґрунту // Гірн., буд., дор. та меліорат. машини: Всеукр. міжвід. збірник наукових праць, - К.: КНУБА, 2004. - Вип. 64. - С. 63-68.

Деклараційні патенти

13. Робочий орган землерийної машини: Деклараційний патент на винахід №31860А. Україна. МКИ 6 Е 02 F 5/08/ Баладінський В.Л., Пелевін Л.Є., Гаркавенко О.М., Горбатюк Є.В. - №98115932; Заявлено 09.11.1998; Опубл. 15.12.2000, Бюл. №7-ІІ. – 6 с.

14. Робочий орган землерийної машини безперервної дії: Деклараційний патент на винахід №36185А. Україна. МКИ 6 Е 02 F 5/08/ Смірнов В.М., Пелевін Л.Є., Гаркавенко О.М., Костенюк О.О., Горбатюк Є.В. - №99116175; Заявлено 12.11.1999; Опубл. 16.04.2001, Бюл. №3. – 5 с.

15. Кільцевий буровий робочий орган: Деклараційний патент на винахід №36186А. Україна. МКИ 7 Е 02 F 5/08/. Вольтерс О.Ю., Головань В.П., Смирнов В.М., Пелевін Л.Є., Горбатюк Є.В. - №99116176; Заявлено 12.11.1999; Опубл. 16.04.2001, Бюл. №3. – 5 с.

16. Кільцевий буровий робочий орган з анкерним пристроєм: Деклараційний патент на винахід №45613А. Україна. МКИ 7 Е 02 F 5/08/. Смірнов В.М., Пелевін Л.Є., Вольтерс О.Ю., Головань В.П., Горбатюк Є.В. - №2001042749; Заявлено 23.04.2001; Опубл. 15.04.2002, Бюл. №4. – 6 с.

17. Кільцевий буровий робочий орган: Деклараційний патент на винахід №58097А. Україна. МКИ 7 Е 02 F 5/08/. Смірнов В.М., Пелевін Л.Є., Вольтерс О.Ю., Головань В.П., Горбатюк Є.В. - №2002107793; Заявлено 01.10.2002; Опубл. 15.07.2003, Бюл. №7. – 3 с.

Статті у наукових виданнях