CC BY
24
В зависимости от крутизны склона расстояние между нарезаемыми углублениями можно изменять расстановкой нижних рабочих органов 2 через несколько верхних рабочих органов 1.
Разработан плуг-рыхлитель, содержащий разновеликие рыхлительные рабочие органы типа «параплау», при этом рабочие органы 2 с большей высотой снабжены отвалами 3 (рисунок, в).
При работе такого орудия на склонах получается ступенчатое дно борозды с периодическим углублением (внутри-почвенные гребни), пересекающим уплотненную подошву и поверхностные гребни (рисунок, г). Совмещение внутрипочвен-ных гребней с поверхностными гребнями способствует полному задержанию и
накоплению почвенных вод (особенно после ливневых осадков), соответственно водная эрозия полностью исключается.
Материал поступил в редакцию 01.04.13. Маматов Фарман Муртозевич, доктор технических наук, профессор, директор центра научно-прикладных исследований и инноваций Тел. 8 (99891) 459-46-82 E-mail: Fmamatov50 @ mail.ru Мирзаев Бахадир Суюнович, кандидат технических наук, доцент, первый проректор
Тел. 8 (99871) 246-67-18 E-mail: bahadir_uz @ rambler.ru Авазов Икром Жонибоевич,соискатель Тел. 8 (99871) 237-38-79 E-mail: ikrom_0878 @ mail.ru
УДК 502/504 : 631.3.004.67-631.145 Н. Б. ОРЛОВ
ОАО «Калмыцкое дорожное управление», Республика Калмыкия
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Основной причиной частых отказов машин и технологического оборудования является износ рабочих органов. Преждевременность отказов объясняется причиной интенсивного изнашивания низкоресурсных деталей в результате приготовления высокоабразивных строительных смесей бетономешалками.
Интенсивность изнашивания, рабочие органы машин, технологическое оборудование, строительные смеси, бетономешалки.
The main reason of frequent failures of machinery and technological equipment is a wear of operating elements. Failure prematurity can be explained by a reason of intensive wear of low-resource details as a result of preparation of highly abrasive building mixtures of concrete mixer.
Wear intensiveness,operating elements of machinery technological equipment building mixtures,concrete mixers.
Опыт эксплуатации зарубежного и носостойкости применительно к составным отечественного мелиоративного и строи- рабочим элементам строительного обору-тельного оборудования показывает, что дования бетоносмесительного производства основной причиной частых отказов явля- являются определяющими для повышения ется износ рабочих органов. Преждевре- их долговечности, эксплуатационной на-менность отказов объясняется причиной дежности и работоспособности. Решение интенсивного изнашивания низкоресурс- стоящих задач осуществляется на основе ных деталей в результате приготовления изучения физических процессов изнаши-высокоабразивных строительных смесей вания в большинстве случаев плоскостных (с кусковатым заполнителем - домен- криволинейных рабочих поверхностей. ным шлаком, гранитом, базальтом и др.). Для определения интенсивности из-
Вопросы теории конструкционной из- нашивания рабочих элементов строитель-
(вв^
4' 2014
ных смесителей (интенсивность изнашивания определяется отношением реальной скорости изнашивания к скорости изнашивания, установленной заводом-изготовителем) была произведена классификация существующих рабочих смесей
Щебень из гравия должен содержать дробленых зерен не менее 80 % по весу. Они не должны, как правило, содержать зерен
Зерновой, или гранулометрический состав (отношение массы каждой фракции к массе всех частиц, %) является важнейшим физическим показателем заполнителями бетоно- и растворосмеси-телей (БРС).
При этом существующие зависимости между зерновым составом заполнителей, расходом цемента и пластичностью и жесткостью бетонной или растворной смесей показывают, что чем крупнее зерна и больше их содержание, тем с меньшим
4' 2014
(растворов и бетонов), с которыми они взаимодействуют (табл. 1). В качестве крупного заполнителя использовали гравий (естественный материал) или щебень. Такой заполнитель обладает высокой прочностью и ударной вязкостью [1].
пластинчатой (лещадной) и игольчатой (длина превышает толщину или ширину в 3 раза и более) формы более 15 % по весу (табл. 2).
количеством суспензии цементного теста можно получить БРС заданной пластичности-жесткости, что, в свою очередь, влияет на продолжительность перемешивания бетонорастворных смесей в различных типах строительных смесителей (табл. 3).
Зерновой состав бетонных и растворных смесей, продолжительность их перемешивания обеспечивают достаточно высокие гарантированные параметры по прочности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений.
1вэ)
Таблица 1
Классификация растворов и бетонов
Вид бетона Плотность, кг/м3
По плотности
Особо тяжелый Более 2500
Тяжелый (обычный) 1800. .2500
Легкий и ячеистый 500. 1800
Особо легкий Менее 500
По структуре составляющих и «упаковке»
Структура бетона Заполнитель, мм
Камнебетон До 300
Крупнозернистый 10. 150
Плотный - мелкозернистый До 10
Песчаный До 5
По размерам фракций крупного заполнителя
Состав бетона по крупности заполнителя Наибольшая крупность заполнителя, мм
для гравия для щебня
Песчаный 45. .50 35.40
Мелкозернистый 60. 65 55.60
Крупнозернистый 70. 75 60.65
Камнебетон 110. .120 90.100
Таблица 2
Классификация зерен крупного заполнителя по форме
Форма зерен Внешний вид зерен Примечание
Игловатая и пластинчатая Пластинчатая (лещадная) Угловатая Окатанная и неправильная Толщина значительно меньше ширины, а ширина меньше длины Толщина значительно меньше ширины, а ширина меньше длины Четкое очертание зерен по ребрам Неодинаковые размеры и форма зерен Результат дробления горных пород Зерна горной (слоистой) породы Щебень разных горных пород (в т. ч. из отвального шлака) Окатанная форма
Таблица 3
Продолжительность перемешивания бетонной смеси в гравитационных смесительных установках цикличного действия
Емкость смесителя, л Продолжительность перемешивания, с
тяжелых бетонов (у > 2200 кг/м3) облегченных бетонов (у = 1800. 2200 кг/м3)
Подвижные смеси с осадкой конуса, мм Жесткие смеси в бетоносмесителях
20...60 > 60 С опрокидным барабаном С неопрокидным барабаном
До 425 60 45 120 150 180
1200 120 90 150 180 240
2400 150 120 180 240 240
Высокопрочные (ВП) и особопрочные (ОП) бетоны, применяющиеся для монолитного высотного строительства зданий, плотин гидроэлектростанций, специальных хранилищ и других сооружений, это бетоны, легко укладываемые на гидравлические вяжущие материалы, сочетающие высокие показатели прочностных свойств (классы по прочности на сжатие от В 40 до В 90, что соответствует маркам по прочности М600...М1200 и более) и темпов твердения (прочность в возрасте суток естественного твердения не менее 25.30 МПа) с требуе-
мыми показателями строительно-технических свойств (водонепроницаемость - Ж 12 и выше, морозостойкость - ^ 400 и выше, истираемость - не более 0,3.0,4 г/см2, водопоглощение по массе - 1,0.2,5 %).
Для снижения интенсивности внезапных отказов и повышения надежности функционирования смесителей предложена классификация по сложности состава бетонов, применяемых для возведения прочных, химически стойких и других сооружений и зданий на базе особопроч-ных бетонов (табл. 4).
Таблица 4
Классификация по сложности состава особопрочных бетонов
Вид бетона Размер заполнителя (max), мм Вид заполнителя Твердость (max), МПа Коэффициент сложности А
Тяжелые бетоны и растворы 40 Щебень, гравий (горные породы) 3,5 -
Железобетон повышенной прочности 70 Щебень, гравий (горные породы), доменный шлак 4,0 0,47
Коррозионностойкие сооружения 70 Щебень из гранита, кварцита, андезита, диабаза, габбро, кислостойкой керамики 4,5 0,53
Гидротехнические сооружения 120 Щебень из песчаника и кремния 4,0 0,69
Жаростойкие конструкции 120 Хромитовая руда, бой магнезиального, магнезитохромитового, шамотного, высокоглиноземистого и обыкновенного кирпича, кусковой шамот, доменный отвальный шлак, туф, базальт, диабаз, андезит 7,5 0,84
Защитные конструкции против излучений 150 Магнетит, барит, лимонитовая руда, металлический или чугунный скрап 6,0 0,85
4' 2014
Уникальность и защищенность таких сооружений характеризуется их коэффициентом сложности П = 1 - Ь, (1)
где Ь - обобщающий коэффициент различия заполнителей рабочей среды;
Ь= £ . £ . £ (2)
Б т
где £ . £ . £ - соответственно коэффициенты раз-
Б т ^
мера зерна заполнителя, твердости зерен и времени возведения объекта.
Эти коэффициенты можно определить по формулам:
4 = Dо / Dm; 1т=Т0/Тт; £ 4 = ¿о / С (3)
где Dо и Dm - максимальный размер зерна заполнителя смеси, используемой в обычном строительстве (Dо = 40 мм) и в ВП, ОП бетонах, мм; То и Тт - максимально возможная твердость зерна заполнителя смеси, используемой в обычном строительстве (То = 3,5 МПа) и в ВП, ОП бетонах, МПа; г, ¿т - сроки строительства в обычных условиях и при монолитном строительстве (так как данную величину невозможно определить, то объективно можно считать, что г > г ; и отношение г / г примем
' о т' о 1 т
равным 1,05).
После подстановки выражений (2). (3) в уравнение (1) коэффициент сложности примет следующий вид: а= 1 -[( Д,/^^т )(Га/Гт tm )] .
Ударно-абразивное изнашивание рабочих элементов технологического оборудования, используемого при строительстве подобных зданий, намного превышает расчетное воздействие при их использовании в обычном строительстве [2]. Это связано со множеством причин, основными из них являются твердость и размеры заполнителя (см. табл. 4).
Принимая установленную заводом-изготовителем скорость изнашивания vо за постоянную, выразим реальную скорость изнашивания V для подобных условий строительства через обобщающий коэффициент сложности:
V = V,, (1 / Ь). (4)
Выразив Ь из (1) и подставив его в (4), получим следующее выражение:
V = V [1 / (1 - П)]. (5)
На основании сформулированного определения интенсивность изнашивания рабочих органов бетоносмесителей может быть выражена в следующем виде:
I = v / V. (6)
Подставляя в выражение (6) значение V из уравнения (5), получим зависимость интенсивности изнашивания от сложности объекта строительства I = 1 / (1 - с графической интерпретацией, приведенной на рисунке.
0
0
0,2 0,4 0,6 0,8 £2
Зависимость интенсивности изнашивания рабочих элементов технологического оборудования от сложности объектов строительства: 1 - теоретическая кривая интенсификации изнашивания; 2 - экспоненциальная кривая аппроксимации
Выводы
Предложенная классификация сложности объектов мелиоративного и сельскохозяйственного строительства позволяет установить причинно-следственные связи возникновения повышенной интенсивности изнашивания. Это дает возможность разработать физико-математическую модель взаимодействия абразивной среды с рабочими органами машин и технологического оборудования строительных смесителей для заданных условий.
1. Шестоперов С. В. Технология бетона. - М.: Высшая школа, 1977. - 432 с.
2. Пучин Е. А. Теоретические основы оценки остаточной годности машин: монография. - Тамбов: ТГУ, 1997. - 72 с.
Материал поступил в редакцию 09.04.13. Орлов Намса Борисович, кандидат технических наук, заместитель генерального директора по техническим вопросам Тел. 8-903-296-41-64
4' 2014
(91)
