Determination of energy consumption for moving the bulldozer knife at the beginning of the passage

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

To remove stones, bushes, trees from the right-of-way of the future road it is advisable to use machines with bulldozer equipment. Theoretical basis for excavation has been considered in detail, however, based on it, it is difficult to identify and compare the partial energy costs of the impact on the ground by the elements of equipment. Without knowing the value of partial energy consumption during the operation of each element of the work tool, it is impossible to improve it in a reasonable way. The purpose of the proposed theoretical study is a detailed analysis of the interaction of the soil and the knife of the bulldozer blade for the subsequent improvement of bulldozer equipment. The object of the study is the process of interaction between the soil and the knife.In the proposed scheme, soil cutting is carried out with micro-shiftings. Depending on soil properties and machine velocity, deformations of pseudodisplacement, volume compression, crumpling will predominate in the soil. To determine the force required for crumpling, compression and pseudodisplacement of the soil in a sloping surface, we use the conditional generalized limit of soil crumpling strength. After determining, the force required for pseudo-displacement the soil in a sloping surface, we identify the energy consumption for the initial crumpling and pseudo-displacement of one cubic meter of soil. Then we determine the primary shear strength of the soil by edge of the bulldozer knife and the corresponding energy consumption; calculate the total energy costs and power to move the bulldozer knife.Based on the developed methodology, has been determined the energy consumption for primary crumpling and pseudo-displacement of one cubic meter of soil, for shifting the soil in the longitudinalvertical plane by the knife edge, the total energy consumption, power to move the knife of the bulldozer blade at different depths.The corresponding functions are constructed and approximated.Calculation of energy consumption for moving the bulldozer knife will allow to determine the total energy consumption in order to upgrade the bulldozer equipment for reducing the costs in the future.

About the authors

V. А. Nikolaev

Yaroslavl Technical University

ORCID iD: 0000-0001-7503-6612

References

  1. Зыков, Б. И. Теория рабочих процессов строительных машин / Б. И. Зыков. – Ярославль : Издательство ЯГТУ, 2003. – 114 с. – Текст : непосредственный.
  2. Карасев, Г. Н. Определение силы резания грунта с учетом упругих деформаций при разрушении / Г. Н. Карасев. – Текст : электронный // Строительные дорожные машины и техника : сайт. – 2010. – 05 января. – URL: https://sdm.str-t.ru/publics/51/ (дата обращения: 11.10.2023).
  3. Кириллов, Ф. Ф. Детерминированная математическая модель временного распределения тягового усилия для многорезцовых рабочих органов землеройных машин / Ф. Ф. Кириллов. – Текст : непосредственный // Строительные и дорожные машины. – 2010. – № 11. – С. 44–48.
  4. Влияние трения грунта по поверхности ножа на сопротивление резанию / Е. И. Берестов, А. П. Смоляр, А. Х. Афхами Алишах, Э. Х. Джалилванд. – Текст : непосредственный // Строительные и дорожные машины. – 2010. – № 11. – С. 34–38.
  5. Баловнев, В. И. Определение сопротивлений при разработке грунтов рыхлителем по интегральному показателю прочности / В. И. Баловнев, З. Ш. Нгуен. – Текст : непосредственный // Строительные и дорожные машины. – 2005. – № 3. – С. 38–40.
  6. Баловнев, В. И. Исследование управляемых ножевых систем землеройно-транспортных машин / В. И. Баловнев, Р. Г. Данилов, О. Ю. Улитич. – Текст : непосредственный // Строительные и дорожные машины. – 2017. – № 2. – С. 12–15.
  7. Нилов, В. А. Разработка грунта скрепером в условиях свободного резания / В. А. Нилов, Е. В. Федоров. – Текст : непосредственный // Строительные и дорожные машины. – 2016. – № 2. – С. 7–10.
  8. Семкин, Д. С. О влиянии скорости рабочих органов землеройных машин на силу сопротивления грунта резанию / Д. С. Семкин. – Текст : непосредственный // Вестник Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. – 2017. – № 1 (53). – С. 37–43.
  9. Исследования рабочих органов землеройных машин непрерывного действия : обзор / З. Е. Гарбузов, Г. А. Матушев, Г. Б. Нарет, Л. Н. Смирнов ; Под общ. ред. канд. техн. наук З. Е. Гарбузова. – Москва :, 1966. – 89 с.
  10. Константинов, Ю. В. Методика расчета сопротивления и момента сопротивления резанию почвы прямым пластинчатым ножом фрезы / Ю. В. Константинов. – doi: 10.31992/0321-4443-2019-5-31-39. – Текст : непосредственный // Тракторы и сельхозмашины. – 2019. – № 5. – С. 31–39.
  11. Пархоменко, Г. Г. Силовой анализ механизмов перемещения рабочих органов почвообрабатывающих машин по заданной траектории / Г. Г. Пархоменко, С. Г. Пархоменко. – Текст : непосредственный // Тракторы и сельхозмашины. – 2018. – № 1. – С. 47–54.
  12. Николаев, В. А. Машины для обработки почвы. Теория и расчет / В. А. Николаев. – Ярославль : Ярославская ГСХА, 2014. – 358 с. – ISBN 978-5-98914-132-6. – Текст непосредственный.
  13. Николаев, В. А. Резание грунта пассивными рабочими органами. Теория и расчет / В. А. Николаев. – Ярославль : Издательство ЯГТУ, 2022. – 388 с. – Текст непосредственный.
  14. Николаев, В. А. Взаимодействие с грунтом ножа и нижней части отвала бульдозера в начале прохода / В. А. Николаев. – doi: 10.26518/2071-7296-2022-19-3-330-342. – Текст : непосредственный // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2022. – Т. 19, № 3 (85). – С. 330–342.
  15. Патент № 2770854 C1 Российская Федерация, МПК E02F 3/76. Оборудование бульдозера : № 2021130731 : заявл. 20.10.2021 : опубл. 22.04.2022 / В. А. Николаев ; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный технический университет» (ФГБОУВО «ЯГТУ»). Текст : непосредственный.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).