Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2581.pdf

Скачиваний:

124

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

22.94 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 807 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

УДК 625:691.168

К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ РЕЗЦОМ ДОРОЖНОЙ ХОЛОДНОЙ ФРЕЗЫ

А.Н. Шаймарданов, соискатель,

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

СибАДИвысшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», Омск, Россия

Аннотац я. Восстановлен е транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог является основной задачей х ремонта. Использование холодных дорожных фрез для снятия изношенной дорожной одежды является весьма актуальным научным и прикладным направлением. Повышение эффект вности процесса разрушения ремонтируемого дорожного покрытия сдерживается недостаточностью сследования сложного процесса фрезерования.

В данной статье пр водятся основные положения методики определения параметров срезаемой стружки резцом фрезерного ара ана дорожной фрезы. Приведена зависимость толщины срезаемой стружки асфальто етона резцом от его конструктивных параметров.

Ключевые слова: резец, холодная фреза, толщина стружки, асфальтобетон.

TO THE QUESTION OF CALCULATION OF MILLING PARAMETERS

TRIPPING ROAD COLD MILL

A.N. Shaimardanov,

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education

«The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia

Abstract. Restoration of road transport performance is the main task of their repair. The use of cold milling machines for removing worn pavement is a very relevant scientific and applied direction. Improving the efficiency of the process of destruction of the repaired road surface is hampered by the lack of research on the complex milling process.

This article presents the main provisions of the methodology for determining the parameters of cutting chips with a cutter of a milling drum of a road mill. The dependence of the thickness of the cut asphalt concrete chips with a cutter on its design parameters is given.

Keywords: chip thickness, cutter, cold milling, asphalt concrete.

Введение

Все возрастающая интенсивность автомобильного сообщения, движение транспортных средств в неблагоприятных климатических грунтово-гидрологических условиях влияет на качество, ровность и сцепные свойства покрытия проезжей части, а также на прочность дорожных конструкций. В настоящее время значительная часть существующих автомобильных дорог требует реконструкции и ремонта.

Холодное фрезерование является современным и прогрессивным методом ремонта и обновления дорожных одежд. В основе технологии холодного фрезерования лежит метод срезания асфальтобетона, гранулят которого можно использовать повторно почти в полном объёме в асфальтосмесительных установках, что позволяет ускорить восстановление поврежденных участков дороги. Холодные фрезы могут как удалять дорожные одежды на всю их толщину и ширину, так и снимать их отдельные слои [1 - 4].

Основная часть

В настоящее время используются малые холодные фрезы с шириной фрезерования от 300 до 1200 мм и большие фрезы с шириной фрезерования от 1300 до 4200 мм. Рабочим органом холодной дорожной фрезы является фрезерный барабан с размещенными на нем сменными резцами, закрепленными в резцедержателях [5]. Для некоторых больших фрез количество размещенных на барабане резцов может достигать нескольких сотен. Каждый резец оснащен износостойким твердосплавным наконечником. В зависимости от расположения, количества и конструктивных

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

параметров резцов фрезерные барабаны подразделяются на стандартные, специальные, профилирующие, стабилизирующие и микрофрезерные.

Известны работы О. Д. Алимова, В. И. Баловнева, И. Г. Басова, Г. Бернацкого, В.Н. Бибикова, Ю. А. Ветрова, Ю.Г. Глебова, В. П. Горячкина, А. Д. Далина, А.М. Завьялова, А. Н. Зеленина, Л.С. Зенина, А. . Кадырова, Ф. М. Канарева, В.Ф. Кулепова, Г. Н. Синеокова, В.Г. Юдина и других ученых [6 - 8], связанные с теоретическими и эмпирическими исследованиями технологических режимов, кинематики и динамики рабочих органов фрезерных машин, а также процессов резания асфальтобетонных покрытий.

Для определения суммарной силы сопротивления, приходящейся на все резцы барабана, необходимо установить толщину срезаемой стружки асфальтобетона одним резцом.

Для разработанной расчетной схемы процесса снятия стружки (рис. 1) принимаются следующие допущения: асфальтобетон рассматривается, как твердое тело; резец представляет собой цельнометалл ческую конструкц ю; резцы установлены на барабане фрезы по винтовой линии с одинаковым расстоян ем между резцами.

Толщина срезаемой стружки определяется как расстояние между траекториями двух соседних резцов, расположенных на одной окружности фрезерного барабана (рис. 1).

Рисунок 1 – Расчетная схема для определения толщины срезаемой стружки

Траектория движения режущих кромок резцов в параметрической форме [9] может быть

представлена уравнениями:
	y					Rsin ,	(1)

	1				ω
	х1 Rcos ,						(2)
y2				Rsin( 0 ),			(3)

		ω
	x2		Rcos( 0 ),				(4)
где R – радиус установки режущей кромки резцов; – скорость движения базовой машины; –
СибАДИ
угловая скорость вращения барабана; х1,			х2 , y1, y2 – координаты режущих кромок соседних резцов,

угол между которыми составляет 0 .

Толщину срезаемой стружки при произвольном значении угла поворота резца I определим как отрезок 12, перпендикулярный к траектории I, соединяющий линии I и II.

Толщина стружки определится из выражения
h	( y2 y1 )2 ( x2 x1 )2 .	(5)

Предположим, что известно уравнение линии, нормальной к траектории I, представленное в виде

( y2 y1 ) k( x2 x1 ), (6)

где k – угловой коэффициент нормали.

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

Тогда выражение (5) с учетом нормали (6) принимает вид

									h (x							2	x					)			1 k2 .														(7)
																2			1
Угловой коэффициент нормали находим по формуле
										k											1					.													(8)
										k								dy1								.													(8)
																		dy1				dx1
учётом (1) и (2) последнее выражение принимает вид
						k		dx1											Rsin													Rsin							(9)
						k		dy1																															(9)
								dy1							Rcos															Rcos
Ввиду малости представляем выражение (9) в виде разложения в ряд Маклорена
																												( ) ;											(10)
										k( ) k(0) k																		( ) ;											(10)
									dk							Rsin													1					1		.			(11)
									d																							2				.			(11)
						k			d																							2
																												Rcos
																												Rcos
При 0
При 0													sin												1					1		tg
													sin												1					1		tg
							(0) Rcos2															R cos ;																	(12)
						k	(0) Rcos2															R cos ;																	(12)
																				k(0) tg .																			(13)
Учитывая вел ч ны (12)					(13), з ряда (10) находим:
												tg
						k tg																	tg 1												.				(14)
						k tg																	tg 1												.				(14)
											R cos
											R cos																			Rcos
Если предположить, что точке 1 нормали соответствует угол поворота барабана фрезы , то
точке 2 нормали соответствует угол поворота 2																			, не равный углу .
Тогда уравнения (3) и (4) запишутся следующим образом
									y2						2				Rsin 2										0 ;										(15)
									y2						2				Rsin 2										0 ;										(15)

										x2 Rcos 2																0 .													(16)
Подставляем выражения (1), (2), (19), (16)																(14) в уравнение (6)

	Rsin	2				Rsin tg 1																								Rcos(						2	0	) Rcos ) .	(17)
	Rsin					Rsin tg 1																								Rcos(								) Rcos ) .	(17)
	1		0
																					Rcos
Положим в полученном выражении 0, тогда
				R sin 2 0 R sin tg cos( 2 0 ) cos R.																																			(18)
После очевидных преобразований имеем
					sin 2 0 sin tg cos( 2																										0		) sin ;
							sin 2			0 cos cos( 2																					0		)sin 0;						(19)
										sin							2		0						0;
СибАДИ
																			0						0	.													(20)
																			2						0
Значение угла 2 находим, разлагая решение																								уравнения							(17)		в ряд Маклорена по малому
параметру																							d 2
												2		0									d 2				(0) .												(21)
														0													(0) .												(21)
																			2					d
Величина производной выражения (21) определяется из зависимости:
														d 2											F				F ,										(22)
																													F ,										(22)

d 2

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

где


						F							2		R sin(											2						0	)									R sin										tg 1
						F									R sin(																		)									R sin										tg 1
																																																																		R cos							(23)
																																																																		R cos							(23)
						R cos 2										0 cos 0;
СибАДИ
F	,	F			– значение частных производных функций (23) по переменным и 2																																																				при значениях
		2
0 и 2 0
												F								2																						1
																											tg								0													R cos(								2						0		) cos
																																																								2						0
																																							Rcos																																		(24)
																2																			1						R cos cos																				0
																					tg																				R cos cos																						;
																																Rcos
																																Rcos
		F						Rcos
								Rcos							2					0		tg 1																			R( sin(												2				0		)
		2																															Rcos																																								(25)
	0		Rcos tg R( sin ) R(cos tg sin )																																																R				cos2 sin2														R	.
			Rcos tg R( sin ) R(cos tg sin )																																																R								cos									cos		.
																																						F								F
Подставляем значение частных производных																																																	из выражений (24) и (25) в зависимость
(22)																																														2
(22)																																			d 2									0 cos
																																			d 2									0 cos						.																							(26)
																																																		.																							(26)
																																			d											R
Тогда решение уравнения (25) согласно выражению (21) выглядит следующим образом:
																															2		0													0 cos						.																					(27)
																															2		0																			.																					(27)
																																															R
Чтобы найти толщину срезаемой стружки, разложим множители в формуле (7) в ряд Маклорена по
параметру
																												0			cos																													0		cos
					x	2	x			Rcos													0					0										cos R													cos									0							cos
					x		x			Rcos																												cos R													cos																cos
									1																					R																															R
																														R																															R												(28)
																									cos																						R																										(28)
																								0	cos																						R
					R			cos sin																0											cos															0	sin cos														0		sin cos .
					R			cos sin																	R										cos															0	sin cos														0		sin cos .
																									R																						R
Учитывая зависимость (14), находим																													1																									1`																	1
																													1																									1`																	1
																				2tg			2						2							1							2tg				2							2				1									2					2
								2						2									2						2																		2							2													2					2
								2						2																																	cos																			2tg cos
				1 k					1 tg																																																							1
				1 k					1 tg										Rcos																		2										2																	1			R
																			Rcos														cos											Rcos													cos										R						(29)
						1																								1							tg sin																																				(29)
																2
																2
															tg		cos
									1						tg		cos										cos						1							R							.
					cos						R																cos													R
Подставляя выражения (28) и (29) в зависимость (7), находим значение толщины стружки,
срезаемой резцов фрезерного барабана																																				1									tg sin
														h								sin cos														1									tg sin																sin .
																		0																						1																		0															(30)
																																								1							R											0															(30)
																																		cos													R

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

Заключение

Как видно из полученной зависимости (30), толщина стружки фрезерного рабочего органа представляет собой синусоиду. Ее величина не зависит от радиуса барабана холодной фрезы.

Предложенная методика расчета параметров стружки асфальтобетона, срезаемой резцом холодной фрезы, позволяет использовать ее при совершенствовании конструктивных параметров холодных дорожных фрез, а также направлена на оптимизацию их технологических режимов.

Библиографический список

1. Васильев А.П. Строительство и реконструкция автомобильных дорог: Справочная энциклопедия дорожника ( ЭД) / А.П. Васильев, Б.С. Марышев, В.В. Силкин. – Т.I. – М.: Информавтодор, 2005. – 1519 с.

СибАДИНаучный руковод тель – Кузнецова В. Н., д-р техн. наук, профессор, проф. кафедры ЭСМиК

2. Hammond D. R., Shulman S. A., Echt A. S. Respirable Crystalline Silica Exposures During Asphalt Pavement Milling at Eleven Highway Construction Sites. J Occup Environ Hyg. 2016 Jul; 13(7): 538–548.

doi: 10.1080/15459624.2016.1153803.

3. Ma P., Hu Y., Zhang X. Selection of Adaptive Power Control Parameters for a Cold Milling Machine and its

Simulation. Simulation. Volume: 83. Issue: 12, page(s): 843-850. doi:10.1177/0037549708089111.

4.	Brock J.D. Milling and Recycling, Technical Paper T-127. Astec Industries, Chattanooga, TN. April, 1994. P. 6-14.
5.	Kaltrecycling. Instandsetzung einer Strase fur Schwerlastverkehr. Windhagen, Wirtgen GmbH. 2005. P. 44.
6.	Зелен н А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами / А.Н. Зеленин. – М:
Машиностроен е, 1975. – 376 с.
7.	Ветров Ю. . Маш ны для спец альных земляных работ / Ю.А. Ветров, В.Л. Баладинский. –Киев: Виша
школа. – 1980. –192 с.
8.	Канарев Ф.М. Ротац онные почвоо ра атывающие машины и орудия / Ф.М. Канарев. – М.:
Машиностроен е, 1983. – 142 с.
9.	Мышк с А. Д. Лекц по высшей математике. СПб.: Издательство «Лань». 2007. 688 с.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

УДК 621.86

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УПЛОТНЯЮЩЕЙ ТЕХНИКИ С НОВЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ

М.К Шушубаева, аспирантка ИВТ14 АСП-1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», Омск, Россия

СибАДИАннотац я: В статье предложена конструкция нового рабочего органа дорожного катка с двойной обечайкой, позволяющего регулировать контактные давления в процессе уплотнения. Задачей разработки является повышение эффективности работы уплотняющей техники, и повышения макс мальной про зводительности строительства и реконструкции автомобильных дорог.

Ключевые слова: Уплотнен е, деформации, плотность грунта, площадь пятна контакта, контактные давлен я, валец дорожного катка, рабочий орган .

THE IMPROVED UTILIZATION OF SEALING MACHINERY TO THE NEW WORK

M.K Shushubaeva, postgraduate IVT14 ASP-1

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia

Abstract: The article proposes the design of a new working body of the road roller with a double shell, which allows to adjust the contact pressure in the process of compaction. The task of the development is to increase the efficiency of sealing equipment, and increase the maximum productivity of construction and reconstruction of roads.

Keywords: Seal, deformation, soil density, contact spot area, contact pressure, road roller, working body.

Введение

Дороги являются визитной карточкой страны - это одна из основ ее экономической жизни. Эффективная работа транспорта – необходимое условие успешного развития всех без исключения отраслей народно-хозяйственного комплекса. И наоборот, некачественные дороги могут стать сильным препятствием для экономического роста, сводя на нет положительный эффект даже самых крупных инвестиций [1]. Но пренебрежение к устройству дорог оборачивается не только увеличением эксплуатационных расходов и ограничением срока службы транспортных средств, но и ростом числа аварий, ущерб от которых одними деньгами измерить невозможно. Одним из видов дорожных работ является «уплотнение грунтов земляного полотна», которым строители уделяют особое внимание, так как нормативная плотность или коэффициент уплотнения материала определяет стабильность его работы во времени под воздействием климатических условий внешних нагрузок [2]. Особое внимание необходимо уделять повышению эффективности работы существующих грунтоуплотняющих машин. Важным фактором, обеспечивающим требуемую производительность машин, является их правильный выбор применительно к определенным грунтовым условиям. Поэтому на сегодняшний день, проблема в разработке высокоэффективных уплотняющих машин, способных адаптироваться под изменяющиеся условия уплотняемой среды стоит на первом месте [3]. Решение этой научной проблемы позволит повысить производительность дорожно – строительной техники, снизить энергоемкость и себестоимость процесса уплотнения, а так же улучшить технологию строительных работ. Основной проблемой любых дорожных катков является то, что они должны адаптировать свои контактные давления для уплотнения грунтовых слоев от свежеотсыпанного состояния до нормативной плотности [4]. Это достигается применением, как минимум двух типоразмеров, по массе уплотняющей техники. Вследствие чего увеличивается энергоемкость и себестоимость строительства нефтепромысловых дорог, а также снижается общий темп работ, что ведет к увеличению затрат на строительство [5].

Основная часть

В статье разработана новая конструкция рабочего органа дорожного катка с возможностью регулирования контактного давления [6] (на данную конструкцию получены патенты РФ,

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

рис.-1,2).Данная разработка была представлена на научно – технической конференции, которая организована компанией ЗАО «Транснефть Западная Сибирь», и была отмечена в номинации «Яркое выступление», представлено на рисунке 3. Валец выполнен в виде двух металлических обечаек, которые расположены одна внутри другой и имеют соосные отверстия, при перекрытии которых регулируется площадь пятна контакта, а значит и контактные давления.

СибАДИР сунок 1 – Патент РФ – «Дорожный каток Рисунок 2 – Патент РФ «Валец дорожного катка с тройной обечайкой» .

Рисунок 3 – Номинация самое яркое выступление

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИПРИКЛАДНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМОЛОДЫХУЧЕНЫХ

Сборник материаловIII Международной научно-практической конференции

Суть работы рабочего органа состоит в следующем: на начальной стадии уплотнения, когда необходимы низкие контактные давления, отверстия внутренней металлической обечайки 2 не совпадают с отверстиями внешней металлической обечайки 1, тем самым валец принимает форму «гладковальцового», поэтому площадь пятна контакта максимальна, а контактные давления соответственно минимальны. По мере увеличения прочности материала, для продолжения процесса его уплотнения необходимо повышать контактные давления, что осуществляется за счет поворота внешней обечайки 1 относительно внутренней, на угол 0°…18°, так чтобы сквозные отверстия 3 имели максимальный размер. Что приводит к уменьшению площади пятна контакта и увеличению контактных давлений. Конструкция представлена на рис.4.1 и 4.2.

СибАДИРисунок 4.1 – Валец с двойной обечайкой αп =18◦ ◦ Рисунок 4.2 – Валец с двойной обечайкой αп =0

Было решено использовать данную конструкцию на базе комбинированного дорожного катка ДУ-84 (произведена замена переднего вальца на предложенную конструкцию рабочего органа), представлен на рисунке 5.

Направление 1.Транспортноеистроительноемашиностроение

СибАДИР сунок 5 – Схема катка с новым рабочим органом 1. с ловая рама; 2. задний мост; 3. силовой агрегат; 4. рабочее место;

5. шарн р сочленения; 6. ви ровалец; 7. рама вибровальца; 8. капот

Заключен е

Исследован е новых техн ческ х решений, приводит к необходимости изучения зависимости характеризующ х нтенс вность деформирования грунтовой среды от параметров нового рабочего органа катка. Для этого создан экспериментальный образец и планируется проведение обширных научных исследован й. Исследования по разра отке и созданию высокоэффективной уплотняющей техники для дорожного стро тельства проводятся в рамках гранта РФФИ № 18-48-550005.

Библиографический список

1. Варганов С.А. Машины для уплотнения грунтов и дорожно – строительных материалов / С.А. Варганов, Г.С Андреев, П.И Марков и др. – М.: Машиностроение, 1981. – 240с.

2. Транспортно-технологические машины и комплексы (производственная и технологическая эксплуатация): учебное пособие / В.Б. Пермяков, В.И. Иванов, С.В. Мельник и др.; под общ. ред. В.Б. Пермякова. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 440 с.

3. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчет: учебник для ВУЗов / Н.Я. Хархута и др. – 2-е изд., доп. и перераб. – Л.: Машиностроение, 1976. – 472 с.

4. Дубровин А.Е. Определение эффективных частот колебаний рабочего органа виброуплотнителя / А.Е. Дубровин // Исследования параметров и расчеты дорожно-строительных машин. – Саратов, 1972. – Вып. 52. –

. 40-43.

5.Пермяков, В.Б. Обоснование выбора параметров вибрационных катков / В.Б. Пермяков, А.В. Захаренко, С.В. Савельев // Изв. вузов. Строительство. – 2003. – №2. – С. 100-103.

6. Пат. 158 181 Российская Федерация, МПК В66С23/26. Валец с тройной обечайкой / Савельев С.В, Шушубаева М.К.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" (RU); № 2015120193/11. – заявл. 27.05.2018; опубл. 20.12.18. Бюл. №35. – 2 с.

Научный руководитель – Савельев Сергей Валерьевич, д-р техн. наук, профессор кафедры «ЭСМиК», профессор кафедры.

СекцияСибАДИ1.2. РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ,

АВТОМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ И ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 807 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.202121.6 Mб252576.pdf
#
07.01.202121.9 Mб542577.pdf
#
07.01.202122.01 Mб532578.pdf
#
07.01.202122.06 Mб42579.pdf
#
07.01.2021375.82 Кб2258.pdf
#
07.01.202122.94 Mб1242581.pdf
#
07.01.202122.95 Mб122583.pdf
#
07.01.202123.6 Mб122586.pdf
#
07.01.202124.14 Mб282587.pdf
#
07.01.202124.58 Mб362588.pdf
#
07.01.202125.09 Mб222589.pdf