ПОБУДОВА ФІЗИЧНОЇ МОДЕЛІ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ РІЗАННЯ ҐРУНТІВ НАКОНЕЧНИКОМ З ДИНАМІЧНОЮ РІЖУЧОЮ КРОМКОЮ НА ПНЕВМОАКУМУЛЯТОРІ
DOI:
https://doi.org/10.32347/tb.2025-43.0601Ключові слова:
установка, фізична модель, різання, робочий орган, середовище, моделювання, коефіцієнти подібності, наконечник, динамічна ріжуча кромка, пневмоакумуляторАнотація
У даній роботі розглянуто створення фізичної моделі установки для різання
грунтів наконечник з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі для проведення
експериментальних досліджень. З метою дослідження процесу взаємодії робочого органу з робочим
середовищем виникає необхідність проведення експериментальних досліджень, для яких, як
правило, використовуються натурні об’єкти дослідження або їх моделі. При фізичному моделюванні
зберігається фізична природа явищ, але змінюється їх масштаб. Використовуючи теорему
подібності та фізичне моделювання, визначено умови подібності установки для різання грунтів
наконечник з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі, в якій взаємодія робочого органу
та робочого середовища описується силовим рівнянням із врахуванням їх параметрів. При цьому
параметри натурального процесу взаємодії робочого органу та робочого середовища записано
через параметри фізичної моделі та коефіцієнти подібності. В результаті ділення відповідних
доданків силових рівнянь натурної установки та моделі між собою отримано систему з п’яти
рівнянь, яка зв’язує між собою сімнадцять невідомих величин коефіцієнтів подібності. Дванадцять
з цих величин було задано з конструктивних міркувань, а п’яти коефіцієнтів розраховано.
Отримані значення коефіцієнтів подібності дали можливість побудувати фізичну модель
установки для різання грунтів наконечником з динамічною ріжучою кромкою на пневмоакумуляторі,
що подібна натуральному робочому органу розпушника установці для різання ґрунтів. В якості
фізичної моделі установки з врахуванням коефіцієнтів подібності та передбачених задач
досліджень було доопрацьовано динамометричний стенд реєстрації силового навантаження
авторської конструкції КНУБА для дослідження процесу різання грунтів, що дозволяє провести
повноцінні експериментальні дослідження з врахуванням всіх чинних факторів взаємодії робочого
середовища та робочого органу під час різання. В якості робочого середовища запропоновано
використання парафін виходячи з його оптичних властивостей під навантаженням.
Посилання
- Loveikin V. S., Nazarenko I. I., Onyshchenko O. H. Teoriya tekhnichnykh system [Theory of technical systems]: navchalnyi posibnyk [study guide]. Kyiv-Poltava, IZMN-PDTU [Institute of the content of teaching methods – Poltava State Technical University]. 1998. 175 р.
- Loveikin V. S., Pochka K. I. Pobudova fizychnoyi modeli rolykovoyi formuvalnoyi ustanovky z rekuper-atsiynym pryvodom [Construction of a physical model of a roller forming unit with a recuperative drive]. Tekhnika budivnytstva [Construction technology]. 2007. No. 20. P. 26–31.
- Loveikin V. S., Pochka K. I. Dynamika rolykovoyi formuvalnoyi ustanovky [Dynamics of the roller forming unit]. Monohrafiya [Monograph]. Kyiv-Romny, KNUCA, «ISA-Interpapir». 2009. 228 p.
- Pochka K. I., Abrashkevych Yu. D., Prystailo M. O., Polishchuk A. G. Pobudova fizychnoyi modeli ustanovky dlya rizannya vysokoabrazyvnykh materialiv abrazyvnymy armovanymy kruhamy [Construc-tion of a physical model of an installation for cutting highly abrasive materials with abrasive reinforced wheels]. Visnyk of Kherson National Technical University. 2022. Issue 3 (82). P. 30-36. DOI: 10.35546/kntu2078-4481.2022.3.4.
- Pochka K. I., Abrashkevych Yu. D., Prystailo M. O., Polishchuk A. G. Vyznachennya parametriv fizych-noyi modeli ustanovky dlya rizannya vysokoabrazyvnykh materialiv abrazyvnymy armovanymy kruhamy [Determination of the parameters of the physical model of the installation for cutting highly abrasive ma-terials with abrasive reinforced wheels] // Information activity as a component of science development: Proceedings of the XIII International Scientific and Practical Conference (April 04–07, 2023). Edmonton, Canada. 2023. P. 561–570.
- Pochka K., Prystailo M., Delembovskyi M., Balaka M., Maksymiuk Y., Polishchuk A. Features of the Dynamic Interaction Between the Elastically Deformed Working Body of a Ripper-Pick and the Soil. In: Prentkovskis O., Yatskiv (Jackiva) I., Skačkauskas P., Karpenko M., Stosiak M. (eds) TRANSBALTICA XV: Transportation Science and Technology. TRANSBALTICA 2024. Lecture Notes in Intelligent Trans-portation and Infrastructure. Springer, Cham. 2025. P. 557–565. DOI: 10.1007/978-3-031-85390-6_52.
- Rashkivskyi V., Prystailo M., Fedyshyn B., Balaka M. Methods of conducting a bench-scale experimental study with a spatially oriented knife of a bulldozer blade. International Science Journal of Engineering & Agriculture. 2025. 4(1). 79–92. DOI: 10.46299/j.isjea.20250401.07.
- Pelevin L. Ye., Balaka M. M., Prystailo M. O., Machyshyn H. M., Arzhaiev H. O. Teoretychni osnovy vzaiemodii pruzhno-deformovanykh vykonavchykh elementiv budivelnoi tekhniky i robochoho seredovyscha z vrakhuvanniam termoreolohichnykh protsesiv [Interaction theoretical foundations of elas-tically deformed actuating elements for construction equipment and working environment taking into ac-count thermorheological processes]: monograph. Kyiv. 2015. 232 p.
- Arzhaiev H., Pelevin L., Balaka M. Metodyka y informatsiino-vymiriuvalne zabezpechennia eksperymen-talnoho vyznachennia parametriv reolohichnoi modeli pischano-hlynystykh gruntiv [Methodology and in-formation-measuring support for experimental determination of rheological model parameters of sandy-clayey soils]. Mashynoznavstvo. 2008. № 12 (138). P. 40–42.
- Arzhaiev H., Pelevin L., Balaka M. Vyznachennia parametriv reolohichnykh modelei opornykh poverkhon rukhu pozashliakhovykh transportnotekhnolohichnykh zasobiv [Determination of rheological model pa-rameters of support surfaces for off-road transport and technological vehicles]. Mashynoznavstvo. 2008. № 10 (136). P. 22-24.
- Rashkivskyi V. P., Balaka M. M. Vynakhidnytsko-poshukova robota u naukovii diialnosti ta mizhnarodne spivrobitnytstvo [Inventive and research work in scientific activity and international cooperation]. Kyiv: KNUBA, 2021. 44 p.
- Loveikin V., Pochka K., Balaka M., Pochka O. Experimental research procedure of roller forming unit. Hirnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny. 2023. (102). 31–37. DOI: 10.32347/gbdmm.2023.102.0302.
- Fedyshyn B., Balaka M. Veryfikatsiia peremischennia prostorovo oriientovanoho nozha na vyprobu-valnomu stendi [Verification of spatially oriented knife movement on test stand]. Enerhooschadni mashyny i tekhnolohii [Energy saving machines and technologies]: Proceedings of the VI International Scientific and Practical Conference (May 20–21, 2025). Kyiv: KNUBA, 2025. P. 57–60.
- Gorbatyuk Ie., Balaka M., Mishchuk D. Information model of bulldozer-looser movement. The world of science and innovation: Abstracts of the 7th International Scientific and Practical Conference (February 10–12, 2021). Cognum Publishing House. London, United Kingdom. 2021. P. 54–59.
- Prystailo M., Balaka M., Mozharivskyi V., Drachuk V., Honta I. Superposition principle of impact on the working environment of actuating elements for site preparation machines. Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University. 2024. Vol. 1 No. 105. 61–67. DOI: 10.30977/BUL.2219-5548.2024.105.1.61.
- Mase G. T., Smelser R. E., Rossmann J. S. Continuum Mechanics for Engineers. 4th ed. Boca Raton. CRC Press, 2020. 450 p.
- Look B. G. Earthworks: Theory to Practice – Design and Construction. Boca Raton. CRC Press, 2022. 590 p.
- Nowak P. Earthworks: A guide. 2nd ed. London. ICE Publishing, 2015. 360 p.
