反铲斗挖掘土壤实验研究与挖掘阻力计算（下）.pdfVIP

维普资讯 fI投褫穷 反铲斗挖掘土壤实验研究与 挖掘阻力计算 下 安 国明 (北京市建筑工程研究院，北京 100039) [中图分类号]TU621；TU602 [文献标识码]A [文章编号]1001．1366(2005)05—0034—02 Experimentalresearchaboutbackhoeexcavatingsoilandcalculatingtheexcavatingresistance(2) ANGuo-mi~ 4．1．4 斗内侧壁与土壤的摩擦阻力 次，互相没有任何联系。而各项系数的数值都是 由实验得来。 F =2K。A tb)tg#／Kcrb (4) 运用基本方程式进行切线阻力计算时发现以 式中 ——侧压系数，砂：K =0．2～0．3； 下两种现象。①铲斗开始挖掘后，当达到最大挖 粘土：K。=0．4～0．7 掘深度一半前的阶段，计算值比实验值小40％ A——斗内侧面积，in； 左右，在达到最大挖掘深度前大约20o时，计算 g——土与钢的摩擦系数。 值与实验值一致。产生此种现象的主要原因是， 4．1．5 斗外侧壁与土壤的摩擦阻力 在计算中作了铲斗回转中心固定不变的假设，因 此由铲斗重量和部分土壤的重量所引起的外斗底 F。：2K。Atb~tg#／rb 与未挖掘土之间的摩擦阻力均未计算在内，故而 式中 A 为斗外侧壁的面积，m。 出现了上述情况。该种现象在挖掘砂时表现的尤 以上各阻力可分解成切线阻力 F．和法向阻 为突出。造成该种现象的根源是，挖掘实验时铲 力F (由于篇幅关系，在此不作赘述)。 斗与传感器 (测试元件)的联接与实际反铲液压 以上基本方程式反映了土壤性质、土壤的粘 挖掘机的铲斗与斗杆的销轴联接不同。而实际在 着力、内摩擦力、土壤与金属的摩擦力和土壤重 用铲斗单独挖掘土壤时该种不一致的现象随销轴 力所产生的作用力等。方程式中没有考虑速度的 磨损程度而异。究竟在基本方程式中如何更加真 影响，因为就目前掌握的资料和由此次实验的结 实地反映该种现象，这将是今后的研究课题之 果来看，挖掘 (切削)速度对土壤的阻力并没有 一 。 ②在运用基本方程式对砂、粘土的挖掘阻力 很明确的影响。也就是说，土壤并不呈现任何粘 的切线阻力进行计算时，铲斗在最大挖掘深度 滞性。在基本方程式中也没有考虑土壤的应力 处，即铲斗回转90。时切线阻力的计算值与实验 — — 应变关系，因为挖掘的最终 目的是破坏土 值基本一致。尤其是阻力的最大值不出现在最大 壤，所以只要知道土壤在破坏时的应力即可。 挖掘深度处，而是出现在最大挖掘深度以后的 4．2 基本方程式的正确性 l0。左右处，这一点计算值与实验值几乎完全一 基本方程式的由来是根据挖掘时土壤所形成 致 (参见图4、图5及表2、表3)。因此，可以 的剪断体的破坏形状对铲斗所产生的各自独立的 认为基本方程式是可以成立的。因为最需要了解 分量叠加而建立起来的基本方程式。方程式中的 的即是最大挖掘阻力值，它是计算整机性能的根 系数，特别是挖掘阻力中的各项系数均为无因 本依据