Мақолада табиат биомеханикасига тақлид қилиш асосида ер қазиш машиналарнинг янги кесиш органларини яратиш кўриб чиқилган. Биомеханик моделлаштиришни қўллаш ва иш шароитида ер қазиш машиналарининг бардошли кесувчи органларини яратиш мақсадида биомеханик объектни танлаш бўйича олиб борилаётган изланишлар тўғрисида маълумотлар берилган.
Калит сўзлар: ер қазиш машиналари, экскаватор, биомеханика, бульдзер ускунаси, ишчи органи, қазиш жараёни.
В статье рассматривается создание новых режущих органов землеройных машин на основе имитации биомеханики природы. Приведены сведения о проводимых исследовательских работах по применению биомеханического моделирования и выбор объекта с целью создания долговечных режущих органов землеройных машин в условиях эксплуатации.
Ключевые слова: землеройные машины, экскаватор, биомеханика, бульдозерное оборудование, рабочий орган, процесс копания.
Маълумки, ер қазиш машиналари халқ хўжалигининг турли тармоқларида кенг ишлатилиб келинмоқда. Шулар жумласидан, ер ишларини механизациялаш, йўл–қурилиш, гидротехник, мелиоратив, қишлоқ хўжалик ва бошқа соҳаларида экскаваторлар асосий вазифаларни бажарувчи техника ҳисобланади. Бу эса, ушбу машиналарнинг иш унумдорлигини, ишончлилигини ошириш ва бажараётган ишларининг таннархини камайтириш йўлида уларнинг ишчи органларини такомиллаштириш бўйича тадқиқотлар олиб бориш муҳим масалалар тоифасига киради.
Ҳозирги кунда республикамизда ишлаб чиқарилган ва халқ хўжалигини замонавий, ишончли, юқори самарали, тежамкор бўлган ер қазиш машиналари, жумладан, экскаватор ва бошқа ёрдамчи қурилмалар билан таъминлаш бугунги кунда долзарб вазифалардан бири бўлиб турибди. Ер қазиш ва ташиш машиналари асосан тортиш кучи орқали, шунингдек фақат ҳаракат қилаётган вақтида грунтга ишлов берувчи машиналар тоифасига мансубдир. Бу гуруҳ машиналарга юмшатгичлар, экскаваторлар, бульдозерлар, скреперлар, грейдерлар, грейдер–элеваторлар ва бошқалар киради. Ушбу машиналар ёрдамида грунтни бир жойдан иккинчи жойга кўчириш узоқлиги иқтисодий кўрсатгичлар орқали аниқланади [1].
Ер ишлари ҳажмининг борган сари ортиб бориши муносабати билан грунт билан ишчи органларининг ўзаро таъсири қонуниятларига асосланган, иш унумдорлиги юқори бўлган ер қазиш машиналарини яратиш самарали йўналишлардан ҳисобланади.
Шу мақсадда бир неча йиллардан бери олиб борилаётган ва изланилаётган ишлардан бири бу — Тошкент трактор заводи тракторлари базасида ўзида бир неча технологик жараёнларни бажариш имконига эга бўлган қурилмаларни мужассамлаштирган кўп мақсадли ер қазиш машинасини ишлаб чиқишдир.
Ер қазиш машиналари қурилиш соҳасида унча катта ва чуқур бўлмаган (2 метргача) траншеялар, ҳандақлар, чуқурлар қазиш ва уларни қайта кўмиш, ерларни қисман текислаш, унча оғир бўлмаган (0,5 т) юкларни баландликка (2 метргача) кўтариб беришга мўлжалланган бўлиб, қазиш, суриш, кран ва бурғулаш қурилмалари билан жиҳозланади. Бульдозер ускунаси билан ерларни текислаш ишларини олиб бораётганда унинг иш унумдорлигини ошириш учун унга тескари юмшатгичлар ўрнатилади. Бу ишчи органлар машина орқага ҳаракатланаётган пайтида ишга тушиб грунтнинг қаттиқ қатламини бульдозер ускунасининг навбатдаги ўтишига юмшатиб беради ва унинг ишлаши учун мақбул шароит яратади.
Барча ер қазиш машиналарининг иш жараёни узлуксиз ёки циклик давом этиши мумкин. Биринчи ҳолда машиналар белгилаб қўйилган режимда ишлайди. Иккинчисида — иш жараёни узлуксиз алмашиб туради, яъни қазиш (ковлаш), грунтни бир жойдан кўчириш ва салт юриш ишларидир.
Ҳозирги вақтда ер ишларининг 60 % гача экскаваторлар ёрдамида бажарилади. Замонавий экскаваторларнинг 100 дан ортиқ алмашлаб ишлатиладиган ишчи жиҳозлари мавжуд.
Шунинг учун машиналарни лойиҳалаётган вақтда, юқорида кўрсатиб ўтилган ишчи ускуна ва қурилмаларини ишлатишга сарфланадиган энергия Тошкент трактор заводида ишлаб чиқарилаётган тракторларнинг тортиш кучидан ошиб кетмаслигига асосий эътибор бериш лозим.
Юқоридаги талаблардан келиб чиқиб, машиналарнинг грунтларни кесиш қурилмаларини қазишга ва тескари юмшатгичларнинг тортишига қаршилигини назарий тадқиқ этиб кўрамиз. Грунтни чўмич билан қазиш мураккаб жараён бўлиб, қазиш (ковлаш) қурилмаларининг тортиш кучи асосан, чўмични ҳаракатлантириш қаршилиги, чўмичнинг кесувчи тиш қирраларида ҳосил бўладиган қаршилик, грунтнинг чумич ичида ҳаракатидан пайдо бўладиган қаршилиги ва чўмичнинг ён деворларига ишқаланиш қаршилиги ҳамда грунт массасини ташиш қаршиликларидан иборат бўлади.
Шу мақсадда ер қазиш машиналарининг ишчи органларини иш шароитига мувофиқ равишда шундай танлаш керакки, ҳар қандай шароитда ҳам мослашув жараёнида эксплуатация қилишни самарадорлиги юқори бўлсин.
Юқоридагилардан келиб чиқиб, кесувчи органларнинг энг қулай ва оптимал формасини танлаш масаласининг ечими табиатнинг “патент кутубхонаси”ни ўрганишда топилган. Биз ундан фақат энг рационал ва иқтисодий жиҳатдан иш самарадорлигининг юқори жараёнларини оламиз. Техник тизимларда қўллаш учун, бизнинг фикримизча, грунтларга ишлов берувчи жониворлар яшаш учун ўзларига ер остида йўл очишлари ва ковлашга максимал эвалюцин ривожланиш билан адаптацияланган (мослашган) органлари катта қизиқиш уйғотади. Уларни моделлаштириш янги ер қазиш машиниларини ва ишчи жиҳозларини яратишда катта ёрдам бериши мумкин. Кемирувчилар оиласига мансуб “Spalacidae”ни ер қазиш жараёни ўрганилганда, унинг ер ковлаш цикли кескичлари билан ковлаш, ковланган грунтни уялари, шунингдек озиқа йўллари орқали бошининг ва олдинги оёқларининг специфик ҳаракатлари воситасида чиқариб ташлашидан иборат эканлиги маълум бўлди [2].
Биомеханик изланишлар Ўзбекистон Республикаси Фанлар Академиясининг Зоология ва паразитология институти билан ҳамкорликда олиб борилган. Ер ости жониворларининг грунтни юмшатиш ва экскавация қилишнинг самарадорлигини, уларнинг массасини уясидан олиб чиқиб ташланган грунт массасига муносабати билан баҳоланган.
Кузатишлар учун республика фаунасига тегишли бўлган қуйидаги ер қазувчи кемирувчилар олинган: юмронқозиқ (крот), видра (выдра) ва кўрсичқонлар.
Ҳар хил типдаги тишлар билан ишлашда олинган натижаларнинг горизонтал ташкил этувчисини ўзаро жойлаштириш, синов тишлари билан ковлашда (тиқин кўринишидаги тишларга нисбатан) грунтни ковлашга қаршилигига, ковлаш чуқурлигига қараб 1,6–2,4 метргача камайишини кўрсатади.
Кесувчи қисмидан дум томонга қараб камаювчи эгри чизиқли, қирқишнинг параллел текисликларидаги кесимида кесувчи қисмида эллипсоиддан, дум томонидан бошлаб ўзгарувчи оптимал тузилишга эга бўлган “Ellobius talpinus” — кўрсичқон (А.с. 113468; 1198163) типидаги эгри чизиқли синов кесувчи органи тақдим этилди [3].
Кесувчи органларини танлаш ва синашда “ер қазиш — транспорт машиналарининг” тишининг конструкцияси ва материали эътиборга олинган. Кесувчи органларнинг тузилиши ишланаётган грунтга мос келиши керак, конструкцияси эса юкламани динамиклигига яхши шароитни, етарли ейилишга чидамлиликни, қазиш жараёни энергия сиғимини таъминлаши керак. Кесувчи ишчи органларнинг материали ишланаётган грунтнинг қаттиқлиги ва абразив хусусиятларини ҳисобга олиш муҳимдир.
“Ellobius talpinus” типидаги эгри чизиқли синов кесувчи органи унумдорлиги билан замонавий экскаватор иш унумдорлигини солиштириш катта қизиқиш уйғотади.
Олиб борилган тадқиқотлар шуни кўрсатдики, серияли ишлаб чиқарилаётган тиқин кўринишидаги стандарт кесувчи органларни “Ellobius talpinus” типидаги кесувчи органларга алмаштириш республикамизда кенг тарқалган грунтларда ейилишга чидамлиликни 12–18 % га, иш унумдорлигини эса 16–21 % га оширишга олиб келди.
Кўрсичқон соатига ўз массасидан 95–100 марта кўп грунтни экскавация қилади ва ўзининг массасидан 30–45 марта оғир юкни 10 сантиметргача кўтариши мумкин.
Олиб борилган тадқиқотлар натижасига кўра, кўрсичқон ҳозирги замон энг унумдор экскаваторидан 32–40 марта унумдор эканлиги маълум бўлди.
Шундай қилиб, биомеханик моделлаштиришни қўллаш орқали ер қазиш машиналарининг ейилишга бардошли кесувчи органларини яратиш ва уларнинг самарадорлигини ошириш мақсадида биомеханик объектни танлаш бўйича олиб борилаётган изланишлар истиқболли ечимларни очиб беради.
Адабиётлар:
- Баловнев В. И., Храма Л. А. Интенсификация разработки грунтов в дорожном строительстве. –М.: Транспорт, 1993. –132 с.
- Темнов В. Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. –Л.:Стройиздат, 1987. –243 с.
- Шукуров Р. У. Биомеханическое моделирование в создании режущих органов землеройных машин // Строительные и дорожные машины. –М.: Транспорт, 2001. № 3. С.37–39.
