SEGMENTLI ISHCHI JIHOZ YORDAMIDA GRUNTLARNI QAYTA KOʻMISH JARAYONINI FIZIK MODELLASHTIRISH MOHIYATI Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

TEXNOLOGIYA

UDK 62-9

SEGMENTLI ISHCHI JIHOZ YORDAMIDA GRUNTLARNI QAYTA KO'MISH JARAYONINI FIZIK MODELLASHTIRISH MOHIYATI

Xankelov T.K.

Toshkent davlat transport universiteti,professor, [email protected]

Norqo'ziyev A.B.

Toshkent davlat transport universiteti, doktorant, [email protected]

Annotasiya. Maqolada tor joylarda gruntlarni qayta ko'mish jarayonlarini fizik modellashtirish uchun muhim bo'lgan dinamik o'xshashlik mezonlarini ishlab chiqish masalasi ko'rib chiqilgan.O'xshashlik mezonlarini ishlab chiqishda integral analoglar usulidan foydalanilgan. Ishlab chiqilgan o'xshashlik mezonlari yordamida gruntlarni qayta ko'mish jarayonlarini fizik modellashtirish va ishlab chiqilgan geometrik, kinematik va dinamik o'xshashlik mezonlari asosida segmentli ishchi jihoz fizik modelini yaratish mumkin.

Аннотация. В статье рассмотрен вопрос разработки динамических критериев подобия значимых для моделирования рабочего процесса грунтов обратной засыпки в стесненных условиях. При разработке критериев подобия использован метод интегральных аналогов. На основе разработанных геометрических, кинематических и динамических критериев подобия можно произвести физическое моделирование процесса обратной засыпки грунтов и с помощью разработанных геометрических, кинематических и динамических критериев подобия можно создать физическую модель сегментного рабочего органа.

Abstract. The article discusses the issue of developing dynamic similarity criteria that are significant for modeling the working process of backfill soils in cramped conditions. When developing similarity criteria, the method of integral analogues was used. Based on the developed geometric, kinematic and dynamic similarity criteria, it is possible to carry out physical modeling of the process of backfilling soils and using the developed geometric, kinematic and dynamic similarity criteria, it is possible to create a physical model of a segmented working body.

Kalit so'zlar: segmentli ishchi jihoz, dinamik o'xshashlik mezoni, hisobiy sxema, vertikal yuklama.

Ключевые слова: сегментный рабочий орган, динамический критерий подобия, расчетная схема, вертикальная нагрузка.

Key words: segmental working body, dynamic similarity criterion, design diagram, vertical load.

Kirish

Tor joylarda gruntlarni qayta ko'mish jarayonlarini amalga oshirishda bir cho'michli ekskavatorga segmentli almashinuvchi ishchi jihozdan foydalanish, bu jarayonda katoklar yoki vibroplitalardan foydalanishga qaraganda bir qator afzalliklarga ega: birinchidan, segmentli ishchi jihoz massasi, shunday o'lchamlarga ega bo'lgan katok ishchi jihozi massasidan kamid ikki barobar kam; ikkinchidan, segmentli ishchi jihoz bilan grunt zichlanganda ta'sir yoyi uzunligi bo'yicha bir xil qiymatdagi bosim beriladi, katoklarda esa teng ta'sir etuvchi kuch qo'yilgan nuqtadan chetlashgan sari-bu kuch qiymati kamayib boradi va bu jarayon energiya sig'imi ko'rsatkichini sezilarli oshiradi; uchinchidan, segmentli ishchi jihozdan foydalanish

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024

TEXNOLOGIYA

gruntni qayta ko'mishga va zichlashga bo'lgan sarf-harajatlarni sezilarli kamaytiradi.

Turli materiallarni qayta ko'mish va zichlash jarayonlarini tadqiq qilish va mashinalar parametrlarini optimizasiya qilish va ish sharoitlari va muhit xosslaridan kelib chiqqan holda mashinalar tarkibi va strukturasini tanlash bo'yicha bir qator olimlar tomonidan salmoqli ishlar qilingan, xususan, V.I.Balovnev, N.Ya.Xarxuta, G.V.Kustarev, T.I.Asqarxo'jayev, T.Q.Xankelovlarni bular jumlasiga kiritish mumkin.

V.I.Balovnev o'z tadqiqotlarida g'ildirakli yuritgichlar(pnevmoshinali katoklar) bilan gruntlarni zichlash masalalari bilan shug'ullangan va zichlash jarayonini modellashtirish va mashina parametrlarini optimizasiya qilish bo'yicha salmoqli natijalar olgan[1,2].

N.Ya. Xarxuta olib borgan ilmiy tadqiqotlarida ko'proq gruntlarni turli mashinalar bilan zichlash jarayonlarini tahlil qilgan. Zichlash jarayonlarini fazalarga bo'lishga va shu fazalar mohiyatini tushuntirib bergan [3].

G.V.Kustarev o'z tadqiqotlarida silindrik statik va dinamik ishchi jihozlar yordamida gruntlar va qattiq maishiy chiqindilarni zichlash jarayonlarini chuqur tahlil qilgan va mashinalar asosiy parametrlarini ish sharoitlari va muhit xossalaridan kelib chiqqan holda aniqlagan.Ammo, u o'z tadqiqotlarida tor joylarda ekskavatorga almashinuvchi segmentli ishchi jihoz yordamida gruntlarni qayta ko'mish masalalari bilan shug'ullanmagan[4].

T.I.Asqarxo'jayev va T.Q.Xankelov tadqiqotlari esa segmentli ishchi jihoz yordamida gruntlarni qayta ko'mish jarayonlarining reologik modellarini ishlab chiqishga bag'ishlangan [5,6]. Yuqorida keltirilgan ma'lumotlardan tor joylarda segmentli ishchi jihoz yordamida gruntlarni qayta ko'mish va jarayonni tadqiq qilish asosida ishchi asosiy parametrlarini asoslash dolzarb masala hisoblanadi.

Asosiy qism

Segmentli ishchi organ yordamida gruntni zichlash jarayoni o'xshashlik mezonlarini va parametrlarini aniqlash sxemasi 1-rasmda keltirilgan.

tmin

1-rasm. Segmentli ishchi organ yordamida gruntni zichlash jarayoni o'xshashlik mezonlari

va parametrlarini aniqlash sxemasi

Segmentli ishchi organning gruntga bo'lgan normal bosimini ta'minlovchi vertikal P kuchni ikkita tashkil etuvchidan iborat yig'indi sifatida tasvirlash mumkin (1-rasm)

P = Pyuk + Gg , (1)

bu erda Pyuk - bazaviy mashina yoki manipulyator tomonidan ishchi organga ta'sir

qiladigan tashqi yuklama, H; 6;-cegment ishchi jihozining og'irlik kuchi, H.

Bizga ma'lumki, ishchi organga ta'sir qiladigan tashqi vertikal kuch(yuklama) quyidagi

formula yordamida aniqlanadi

P = oi2 , (2)

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024

^ = ^2 > (3)

TEXNOLOGIYA

bu erda c-segmentli ishchi organining gruntga bo'lgan normal bosimi, N/m2; i-cegmentli ishchi organ chiziqli o'lchami, m.

Yuqorida keltirilgan (2) formuladan integral analoglar usulidan foydalangan holda "i o'xshashlik mezonini olamiz, buning uchun tenglamaning ikkala qismini ga bo'lamiz, ya'ni

P_

Agar (1) tenglama o'ng va chap qismlarini c/' ifodaga bo'lsak, u holda yana ikkita o'xshashlik mezoniga ega bo'lamiz.

P Pyuk Gs

n\ = —7 = "V + —r = ni (4)

1 oi2 oi2 oi223 w

P C

yuk gs

n2 = —— n3 =-7 (5)

- of- al-

Shunday qilib, ~2 va ~2 o'xshashlik mezonlari shuni ko'rsatadiki segment ishchi

jihoziga ta'sir qiluvchi tashqi Pvyuklama va cegmentli ishchi organ og'irlik kuchi Gs ishchi organning zichlanayotgan materialga ta'sir qilayotgan bosimi qiymatiga proporsional va modellashtirilayotgan tizim chiziqli o'lchami l kvadratiga proporsional ravishda o'zgagaradi.

Murakkab tizimlarni modellashtirish qoidalariga asosan, model parametrlaridan

"i o'xshashlik mezoni asosida natura parametrlariga o'tish quyidagi formulalar yordamida amalga oshiriladi

Pn = Pmk2 , Pyuk + GSM = {Pyuk + Gm )kf , (6)

bu erda kt = - natural o'lchamdagi mashina chiziqli o'lchamining fizik modelning mos

o'lchamiga bo'lgan nisbatni aniqlovchi modellashtirishning chiziqli o'lchami; ?i va m indekslar mos ravishda natura va model parametrlarini ifodalaydi.Agarda modellashtirish jarayonida ishchi

organ massasini mustaqil kattalik sifatida qaraydigan bo'lsak, u holda "i o'xshashlik mezoni bajarilishi talab qilinadi va ishchi organga bo'lgan yuklama kattaligi quyidagicha aniqlanadi

P. ={p .+ G k2 - G , * idem (7)

yuk.n \ yuk s.m" ! s.m ' \ J

Agarda G..:)X =G-VtXk? bo'ladigan bo'lsa, u holda

P^^P^-GsAk,-!)} -kf (8)

Agarda mashina ishchi organi tomonidan beriladigan P-.r.ik yuklama qiymati mustaqil deb olinadigan bo'lsa, u holda natural o'lchamdagi mashina ishchi organi massasi

Gyuk.m = {pyuk.m + Gs. m - Pyuk.m P^f * idem (9)

OI

Natural o'lchamdagi mashina xususiy og'irligi kamligi yoki etarli darajada turg'unlikka ega bo'lmasligi oqibatida ishchi organ tomonidan beriladigan yuklama kuchi miqdori uncha

katta bo'lmasligi mumkin, "i mezon qiymatini saqlash mashinaga posangi yuk o'rnatish va xizmat ko'rsatiladigan yuzani korrektirovka orqali ta'minlanadi.

Segmentli ishchi organning o'zgaruvchan nisbiy harakatida unga ta'sir qiladigan dinamik yuklamalarni modellashtirish uchun ishchi organ yuritmasidagi buruluvchan moment ifodasini ko'rib chiqamiz

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024

TEXNOLOGIYA Mdm = M + Mx

(10)

va vaqt

bu erda M- turg'un harakatdagi gruntni zichlashning statik momenti, M — Rv — (a + //?); Mx-segmentli ishchi organ burilishi bilan bog'liq bo'lgan bo'yicha o'zgaruvchan dinamik moment tashkil etuvchisi.

Mx ishchi organ reversli buruluvchan harakatida inersiya kuchlari va ishchi organ

og'irlik kuchlari G, bilan aniqlanadi.Shuning uchun, grunt bilan ta'sirlashish bo'lmagan xoldagi ishchi organning salt harakati jarayonida qarash mumkin(2-rasm).

Mx = Ja2x ± Gcrsin <p (11)

bu erda / - segmentli ishchi organning burilish markazi O ga nisbatan inersiya momenti; a)x-segmentning salt burilishidagi burchak tezligi; r- O markazga nisbatan ishchi organ massalar markazining burilish radiusi.

Yuqorida keltirilgan (11) tenglamadan yana ikkita o'xshashlik mezonini olish mumkin

J ml J ml J ml ^

=

n 5 =

Gsr sin p G slA sin p

bu erda r — RA , gde A- massalar markazining qutb koordinatalarini ifodalovchi o'zgarmas koeffisiyent. Bu o'xshashlik mezoni konstruktiv o'xshashlikni ifodalovchi mezon hisoblanadi

n = A = idem , (13)

Bundan tashqari (12) ifodadan = tp, o'xshashlik mezonini hisobga olgan holda ~5 mezonini quyidagi ko'rinishga keltirish mumkin

Ml (14)

n5 =

Gl '

Ushbu o'xshashlik mezoni inersiya kuchlarining segmentli ishchi jihoz og'irligiga bo'lgan

G~l2A

nisbatning o'zgarmasligini bildiradi va /-

munosabat orqali tt5 mezonini = idem

ko'rinishdagi Frud mezoniga keltirish mumkin.Segmentli ishchi organ salt yurishidagi dinamik yuklanishni hisoblash sxemasi 2-rasmda keltirilgan.

2-rasm. Segmentli ishchi organ salt yurishidagi dinamik yuklanishni hisoblash sxemasi

Segmentli ishchi organ ish jarayonini ifodalovchi reologik modellardan ham gruntlarni zichlash jarayonini ifodalovchi o'xshashlik mezonlarini olish mumkin[7,8]. Bunda ham Frud

ne

mezonini ifodalovchi jt6 = — dinamik mezonni olish mumkinAmmo, jt6 va tts mezonlar bir-

birini to'ldirish o'rniga, balki bir-birini inkor qiladi, chunki mezoni vaqtning natural

masshtabida yuzaga bo'lgan bosim kuchlarining ta'sirini va vaqtning natural masshtabida

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali

5-jild, 3-son, 2024

x

TEXNOLOGIYA

modellashtirishni ifodalaydi,ya'ni

Vn = Vmkl , = ®m' tn = tm, (15)

Ammo, ~5 mezoni hajmiy inersiya kuchlarining va og'irlik kuchi nisbatalari va vaqtning o'zgargan masshtabida amalga oshadigan maodellashtirishni ifodalaydi

v = v kГ0'5 , a = a kГ0'5, t = t kr0'5, (16)

xn xm l ' xn xm l ' n m l ' V /

Shunday qilib, gruntlarni statik zichlash jarayonlarini fizik modellashtirish va segmentli ishchi organ nisbiy harakati dinamikasi variantlari bir-biriga mos kelmaydi. Shuning uchun ularni amalda turli vaqt masshtablarida alohida amalga oshirish zarur.Yuqorida keltirilgan (15) i (16) ifodalardan natural o'lchamdagi mashina va model burchak tezliklari orasidagi munosabat quyidagicha ifodalanadi

w w

n - m-kt (17)

ww

xn xm

Mexanizm yuritmalarini tanlash va konstruksiya mustahkamligini aniqlash nuqtai-nazaridan ishchi organlar dinamik o'xshashligini jarayon dinamikasini ifodalovchi koeffisiyent bilan ifodalash mumkin

M + M Mr

kdln =-- = 1 + ^ (18)

M M y J

Natural o'lchamdagi mashina va modelda kechadigan jarayonlar dinamikasini ifodalovchi koeffitsiyentlar (18) ifodadan quyidagi formulalar yordamida aniqlanadi

кdinn _ ^^m ^^n ^^xn кdinn _ Mxm ■ Mm

(19)

m ?

kdmm Mxm Mm+Mxm kdmm' Mn -Mxn

Gmnt xossalarini o'zgartirmagan holda jarayonni modellashtirishda, ya'ni <rn = a, statik momentlar orasidagi munosabatlar quyidagicha aniqlanadi

Mn = Mmkf (20)

O'xshashlik mezonlari va ~5 lardan segmentli ishchi organ materiali ô^ hajmiy og'irligini o'zgartirmasdan modellashtirilganda salt yurish momentlari munosabatlari

quyidagicha bo'ladi

Mxn = Mxmkf (21)

U holda (19) ifoda quyidagi ko'rinishga keladi

К -

din\x = к (22) к din m

O'z navbatida natural o'lchamdagi mashina uchun dinamiklik koeffisiyenti

kdnn = 1 + (kdnn - 1)ki (23)

Shunday qilib, segmentli ishchi organ bilan gruntlarni zichlashning dinamik o'xshashligining zarur va etarli bo'lgan o'xshashlik mezonlari quyidagi o'xshashlik mezonlari bilan aniqlanadi

P „ Pyuk w Gs „ M

7 =-T , n2 = -T , 7 = -7 , 714 =-'

1 ol2 ol2 ol2,4 Mx '

rjv ....

75 = ^ ' 76 =rj (24) Gsr sin < ol

O'xshashlik mezonlari komplekslari asosida segmentli ishchi organ yordamida muhit xossalari o'zgartirilmagan variant uchun model parametrlaridan natura parametrlariga o'tish formulalari ishlab chiqilgan.

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 https://mextex.uz/

TEXNOLOGIYA

1-Jadval

Segmentli ishchi organ yordamida muhit xossalari o'zgartirilmagan variant uchun model

№ Parametr nomlanishi O'tish formulasi

Grunt parametrlari

1 Grunt hajmiy og'irligi yn y m

2 Elastiklik moduli En — Em

3 Ichki ilashuvchanlik C — C ^ n m

4 Dinamik ilashuvchanlik koeffisiyenti In =Vm

5 Yopishqoqlik o'zgarishi koeffisiyenti % n % m

6 Ichki ishqalanish koeffisiyenti Pn =Pm

7 Tashqi ishqalanish koeffisiyenti P\n — P2m

8 Siljish moduli Gn — Gm

Ishchi organ parametrlari

9 Aniqlovchi chiziqli o'lcham l — l k, n ml

10 Aniqlovchi burchak o'lcham Pn — Pm

11 Zichlash jarayonidagi burchak tezlik ®n =®m

12 Konstruktiv o'xshashlik koeffisiyenti An — Am

13 Vertikal kuch P - P k2 Pn Pmkl

14 Ishchi organ massasi m — mk ,3 n ml

Zichlash jarayoni parametrlari

15 Gruntga bo'lgan statik bosim a —a k2 n m l

16 Tangensial kuchlanish Tn — Tmkl

17 Grunt deformasiyasi S —S k n ml

18 Ishchi organning grunt bilan ta'siri zonasining minimal o'lchami l - — l . k min min.m l

19 Zichlash chuqurligi hn — hmkl

20 Ishchi organ burilishiga qarshilik momenti Mn — Mmkf

21 Zichlash jarayoniga sarflanadigan quvvat Nn — Nmkl

Xulosa

Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, ekskavatorlar uchun almashinuvchi segmentli ishchi jihozlarni ishlab chiqish qurilish texnologiyalaridagi sezilarli rivojlanishga olib keladi. Ushbu innovasion yondashuv universallik, xizmat ko'rsatish oddiyligi va xavfsizlikni ta'minlagan xolda tor joylarda gruntlarni qayta ko'mish jarayonlarida paydo bo'ladigan muammolarni echishga qaratilgan.Bundan tashqari, segment ishchi organining modul sifatida ishlab chiqarilishi unga xizmat ko'rsatishni ancha soddalashtiradi va texnik xizmat ko'rsatish vaqtini qisqartiradi

ADABIYOTLAR

1. Balovnev V.I. Modelirovanie prosessov vzaimodeystviya so sredoy rabochix organov dorojno-stroitelnix mashin. Uchebnoe posobie dlya studentov vuzov. 2-e izd., pererab. - M.: Mashinostroenie, 1994. - 432s.

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024

TEXNOLOGIYA

2. Balovnev V.I. Optimizasiya i vibor innovasionnix sistem i prosessov transportno-texnologicheskix mashin: Uchebnoe posobie.-M.:TEXPOLIGRAFSENTR,2014.-392s.

3. N.Ya. Xarxuta, M.I. Kapustin, V.P. Semenov, I.M. Eventov. -Uchebnik dlya vuzov. -Izd. 2-e, dop. i pererabot. -L.: «Mashinostroenie» (Leningr. otd-nie), 2006. — 472 s.

4. Kustarev G.V.i dr. Kompaktori. Uplotniteli tverdix bitovix i promishlennix otxodov. Ustroystvo, osnovi rascheta: ucheb. posobie / pod obshey red. G.V. Kustareva. — M.: MADI, 2014. — 100 s.

5. Tavbay Khankelov, Tulkun Askarkhodzaev, Norqul Aslanov. (2023).Modeling of segmental excavator working tool for soil compaction.E3S Web of Conferences 401(826),1-11, doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340102052

6. Xankelov T.Q., Aslanov N.R., Mirholiqov S.M., Ermamatov X.Q.Bir cho'michli ekskavator segmentli ishchi jihozi ish jarayonini fizik modellashtirish uchun o'xshashlik mezonlarini ishlab chiqish.Mexanika va texnologiya ilmiy jurnali. 2022,№1. 16-21 b.

7. Guxman A.A. Vvedeniya v teoriyu podobiya.-3-e izd.-M.: Izd-vo LKM, 2010.-396s.

8. Rudnev V.K., Lazarenko V.I., Radin N.N. Modelirovanie i planirovanie eksperimentov. Metodicheskoe rukovodstvo po provedeniyu eksperimentalnix issledovaniy pri vipolnenii NIRS. KGTU. Krasnoyarsk. 2002.-43s.

Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024