CC BY
1
will depend on the accepted and real design scheme of the handle and anchor fixing. Application of the device for boom unloading allows the excavator to perform works without preliminary loosening in hard and strong soils with lower loads on the metal structure of the boom and the excavator itself. The degree of unloading of the boom depends to a great extent on the reliability of installation of the controlled support and makes up to 10 times, which requires further practical instrumental research.
Key words: excavator boom, load reduction.
Nilov Vladimir Alexandrovich, doctor of technical sciences, professor, vladnill 014@mail. ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Zhulai Vladimir Alexeyevich, doctor of technical sciences, professor, head of department, zhulai@cchgeu. ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Tyunin Vitaliy Leonidovich, candidate of technical sciences, docent, dean, tuninvl@yandex. ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Fedorov Evgeny Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, fedorov@cchgeu. ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University
УДК 629.464.2
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-7-512-513
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЩЕТОЧНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА РАЗЛИЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СНЕГА С ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
А.А. Шубин, Д.И. Логинов, В.Ю. Анцев, А.Д. Горынин
В данной работе представлена методика проведения испытаний на экспериментальной установке щеточного рабочего органа снегоуборочной машины ПСС-2П с тремя типами лопастей. Также приведены результаты испытаний, в ходе которых было подтверждено на практике, что использование щеточного рабочего органа комбинированного типа показывает наилучший эффект при очистке железнодорожных путей от слежавшегося снега.
Ключевые слова: резинотросовая лопасть, тросовая лопасть, комбинированный тип лопастей, свеже-выпавший снег, уплотненный снег, слежавшийся снег, экспериментальная установка, железнодорожный путь.
В зимний период в районах Российской Федерации, где долго держатся отрицательные температуры и осадки выпадают в большом количестве, транспортная инфраструктура работает в тяжелом режиме из-за проблем, затрудняющих движение транспорта [1]. В такое время года вопрос уборки и утилизации снега с железнодорожных путей на перегонах и станциях для обеспечения бесперебойного движения подвижного состава особенно актуален [2]. На станционных железнодорожных путях может скапливаться большое количество снежной массы. При этом очистить путь посредством удаления снега в сторону не представляется возможным вследствие небольшого расстояния между станционными путями. Для этого были разработаны специальные снегоуборочные поезда и машины [35], основным рабочим органом которых является щеточный подборщик. Их принцип работы заключается в следующем: снег при помощи крыльев направляется в центр рельсошпальной решетки, затем с помощью ротора-питателя забрасывается на конвейер-питатель, после чего перегружается на конвейер-накопитель головной машины с дальнейшей передачей в промежуточные полувагоны. После полной загрузки снегоуборочный поезд отправляется на специализированный полигон для разгрузки снежной массы [6].
Рабочий орган современного снегоуборочного комплекса ПСС-2П может быть оснащен тросовой щеткой или щеткой из резинотросовой ленты [7]. В связи с этим была поставлена задача оценить качество очистки железнодорожных путей от снега при использовании разных комбинаций щеток.
В работах [8-10] было доказано, что применение комбинированного рабочего органа для очистки железнодорожных шпал от щебня показало наилучший результат, поэтому было принято решение проверить возможность использования комбинированной конструкции рабочего органа для удаления снега с железнодорожного пути. Для этой цели была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка в масштабе 1:4 (рис. 1).
При проектировании экспериментальной установки были сформулированы параметры, которым она должна удовлетворять, а именно:
- рабочий орган должен иметь возможность замены щеток;
- возможность регулирования скорости вращения рабочего органа.
Экспериментальная установка состоит из рамы 4, на которой установлен электродвигатель 7 и рабочий орган 1. Между собой они соединены клиноременной передачей 10. Рабочий орган в виде ротора с закрепленным на нем шкивом 11 установлен в подшипники. Он спроектирован таким образом, что на нем могут быть закреплены как резинотросовые лопасти 2, так и тросовые лопасти 3. Экспериментальная установка по направляющим путям 6 перемещается на опорных катках 5. Для возможности изменения скорости вращения ротора в электрической цепи предусмотрен частотный преобразователь 8, а также пульт управления 9.
Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки
Экспериментальные исследования проводились в следующей последовательности:
1) на рабочий орган закреплялся исследуемый тип лопастей;
2) между направляющими путями насыпался один из трех видов снега (свежевыпавший, уплотненный или слежавшийся);
3) исследования проводились для различных скоростей рабочего органа в диапазоне от 4 до 16 м/с;
4) во всех экспериментах установка перемещалась с постоянной скоростью на длину 1 м;
5) после выполнения эксперимента оценивалось качество очистки.
В качестве параметров очистки были приняты следующие критерии:
- неудовлетворительно (1 балл) - 10-40 % удаленного снега;
- удовлетворительно (2 балла) - 40-70 % удаленного снега;
- отлично (3 балла) - 70-100 % удаленного снега.
Всего во время исследования было проведено 27 экспериментов при разных сочетаниях видов снега, конструкции щеток и скоростях вращения рабочего органа.
Результаты каждого проведенного эксперимента были сведены в таблицы, по которым были построены графики зависимости качества очистки железнодорожного полотна от скорости вращения рабочего органа, от типа лопастей и от вида снега. В качестве примера на рис. 2 приведены результаты эксперимента с разным качеством очистки железнодорожных путей от снега.
а б в
Рис. 2. Качество очистки железнодорожного пути от снега а - неудовлетворительное; б - удовлетворительное; в - отличное
На рис. 3 приведены результаты эксперимента при очистке разного типа снега с использованием резино-тросового типа лопастей.
На рис. 4 приведены результаты эксперимента при очистке разного типа снега с использованием тросового типа лопастей.
Из графиков видно, что ротор со щетками из резинотросовой ленты, вне зависимости от скорости не обеспечивает надлежащего качества очистки пути от слежавшегося снега. В то же время при определенных скоростях достигается хорошее качество очистки при работе со свежевыпавшим и уплотненным снегом.
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что ротор с тросовыми щетками при средней скорости его вращения, обеспечивает удовлетворительное качество очистки. При дальнейшем увеличении скорости достигается максимальный показатель, а затем идет снижение результатов очистки. Это можно объяснить тем, что при высоких скоростях ротора происходит разбрасывание снега в разные стороны от области захвата конвейера-питателя.
На рис. 5 приведены результаты эксперимента при очистке разного типа снега с использованием комбинированного типа лопастей.
4 (, 8 10 12
Скорость вращения рабочего органа, м/с
с веже вы I и) вш I *н
уплотненный
-слежавшийся
Рис. 3. Зависимость качества очистки от скорости вращения рабочего органа с резинотросовым типом
лопастей
Рис. 4. Зависимость качества очистки от скорости вращения рабочего органа с тросовым типом лопастей
3 к Я н о Ен о
' Л
5 2 О Л н о о * 1 0 (
) 2 4 6 8 10 12 14 16 Скорость вращения рабочего органа, м/с свежевыпавший уплотненный —»—слежавшийся
Рис. 5. Зависимость качества очистки от скорости вращения рабочего органа с комбинированным типом лопастей
514
При использовании комбинированного типа щеток видно, что с увеличением скорости вращения рабочего органа качество очистки стремится к отличному, и этот показатель для различного типа снега достигается при разных скоростях вращения ротора.
Проанализировав результаты экспериментов, можно сделать следующие выводы:
1) использование резинотросовой ленты эффективно при работе со свежевыпавшим и уплотненным снегом;
2) применение тросовых щеток эффективно при определенных скоростях в зависимости от типа снега;
3) применение комбинированного типа лопастей щеточного рабочего органа позволяет значительно улучшить эффективность и качество очистки железнодорожного пути вне зависимости от вида снега.
Список литературы
1. Медведева Е.А., Шубин А.А. Повышение производительности процесса очистки путей железнодорожных станций от снега // Наукоёмкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе. 2021. № 2. С. 141-144.
2. Средства снегоборьбы [Электронный ресурс] URL: https://rzda.ru/info/history/sredstva-snegoborby/?ysclid=lwaisgz5bb432122382 (дата обращения: 09.05.2024).
3. ГОСТ 32212-2013. Машины и поезда для уборки и очистки железнодорожного пути от засорителей, снега и льда. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2014. 15 с.
4. Попович М.В., Бугаенко В.М. Путевые машины. М.: УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте, 2019. 960 с.
5. Путевые машины: учебник для вузов ж.-д. транс / С.А. Соломонов, М.В. Попович, В.М. Бугаенко и др.; под ред. С.А. Соломонова. М.: Желдориздат. 2000. 756 с.
6. Путевые работы и машины - снегоуборочные машины и механизмы [Электронный ресурс] URL: https://lokomo.ru/zheleznodorozhnyy-put/putevye-raboty-i-mashiny/Page-53.html (дата обращения: 10.05.2024).
7. Патент 200979 РФ. Щетка ротора-питателя снегоуборочной машины / А.Ю. Репях, В.И. Кочергин, А.Л. Манаков. Опубл. 23.11.2020 Бюл. № 33.
8. Гринчар Н.Г., Быков А.Ю., Чалова М.Ю. Исследования физической модели щеточного рабочего органа путевых машин легкого типа // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 4. С. 251-256.
9. Гринчар Н.Г., Быков А.Ю., Чалова М.Ю. Натурные испытания щеточного рабочего органа с комбинированным типом лопастей // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2020. № 2. С. 230-236.
10. Стружков А.В. Повышение эффективности использования рабочих органов с гибкими лопастями уборочных машин: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Москва, 1994. 20 с.
Логинов Дмитрий Игоревич, студент, dimasik. loginov@yandex. ru, Россия, Калуга Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана,
Шубин Александр Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой ashubin@bmstu. ru, Россия, Калуга, Калужский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана,
Анцев Виталий Юрьевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, anzev@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Горынин Алексей Дмитриевич, канд. техн. наук, доцент, lexuss-22@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
RESEARCH OF A BRUSH WORKING BODY'S EFFECTIVENESS OF VARIOUS DESIGNS FOR REMOVING SNOW FROM A RAILWAY TRACK
A.A. Shubin, D.I. Loginov, V.Yu. Antsev, A.D. Gorynin
This work presents a methodology for conducting tests on a physical model of the brush working body of a PSS-2P snowplow with three types of blades. The results of tests are also presented, during which it was confirmed practically that the use of a brush working body of a combined type shows the best effect when cleaning the rail grating from packed snow.
Key words: rubber-cable blade, cable blade, combined type of blades, loose snow, compacted snow, packed snow, experimental facility, railway track.
Loginov Dmitriy Igorevich, student, dimasik. loginov@yandex. ru, Russia, Kaluga, Bauman Moscow State Technical University Kaluga Branch,
Shubin Alexander Anatolyevich, candidate of technical sciences, docent, head of department, [email protected], Russia, Kaluga, Kaluga, Bauman Moscow State Technical University Kaluga Branch,
Antsev Vitaliy Jur 'evich, doctor of technical science, professor, head of department, anzev@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Gorynin Alexey Dmitrievich, candidate of technical science, docent, lexuss-22@mail. ru, Russia, Tula, Tula State
University
