CC BY
38
РАЗДЕЛ I
ТРАНСПОРТ.
ТРАНСПОРТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
УДК 625.76
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ НОЖЕЙ ГРУНТОВОЙ ФРЕЗЫ
А.И. Демиденко, Д.С. Снигерев, Е.Ю. Ваймер, А.Г. Сушко
Аннотация. В статье описаны экспериментальные испытания предлагаемой дорожной одежды, а также конструкции ножей диско-фрезерного рабочего органа для нарезки щелей. Предлагаемая конструкция дорожной одежды и оборудование для её возведения, имеют высокий экономический эффект и низкие трудозатраты.
Ключевые слова: грунтовая фреза, дорожная одежда, конструкция ножа фрезы.
Введение
В Российской Федерации в 2009 году было построено 3,2 тысячи километров нефтепроводов магистральных и нефтепродуктопрово-дов, и общая их протяженность составила 65 тысячи километров, также построено 1900 километров газопроводов магистральных и отводов от них при общей протяженности 166 тысяч километров [1].
Строительство новых объектов, особенно протяженных, требует наличия дорог для до-
ставки техники, материалов и людей, а также для последующего обслуживания введенных в эксплуатацию объектов.
В патенте РФ на полезную модель № 88685[2] предлагается вдоль мест возможного образования внутренней и внешней колеи нарезать щели в грунте дороги в две полосы дисковой фрезой, установленной на тягаче. Далее в грунт укладываются бетонные плиты, соединенные между собой (Рисунок 1).
Рис. 1. Вид в разрезе предлагаемой дорожной одежды (1 - места образования колей; 2 - железобетонные плиты; 3 - ось дороги; 4 - нарезанные щели; 5 - плотный грунт)
В грунтовом канале Сибирской Автомобильно-дорожной Академии были проведены испытания диско-фрезерного рабочего органа для нарезания щелей[3], установленного на динамометрической тележке, на котором за-
креплены экспериментальные ножи, а также испытания дорожной конструкции, предлагаемой в описании к патенту.
На рисунке 1 изображен вид в разрезе предлагаемой дорожной одежды.
Анализ эксперимента с использованием предлагаемой конструкции ножей фрезы
В процессе работы на ножи фрезы действует сила, возникающая от сопротивления грунта резанию. Величина этой силы зависит от состояния и вида грунта, формы ножей фрезы, скорости резания и других факторов, не позволяющих вывести точную математическую зависимость. Для определения силы резания ножом фрезы А.Д. Далин [4] рекомендует следующую зависимость:
Wp= KBS,
где K - среднее удельное сопротивления грунта резанию, кгс/м2; S - подача на один нож; B - ширина стружки.
Анализ данных, полученных в ходе эксперимента по резанию грунта ножами разной конструкции, установленными на диске фре-
зы, показал что сила, затрачиваемая на разработку грунта, зависит не только от подачи на нож, но и от глубины резания. Формула, которую предлагает Далин, учитывает только подачу и справедлива для строго определенной глубины разработки грунта.
По данным [5] следует, что постановка зубьев на прямоугольных ковшах экскаваторов шириной 0,6 - 0,75 м. приводит к снижению усилий резания до 25%. Установка рыхлителей на ножи фрезы,подобных тем, что установлены на ковше экскаватора, должна привести к аналогичному эффекту. Следуя этой гипотезе, была разработана и изготовлена новая конструкция ножа (Рисунок 2). Данные эксперимента показали, что теория действительна и применима к фрезерному рабочему органу для нарезки щелей.
Рис. 2. Предлагаемая конструкция ножа фрезы
Использование фрезы
Предлагаемую фрезу предполагается использовать для нарезания щелей в грунте с целью установки в них бетонных блоков. Для проведения эксперимента по испытанию усиленной таким образом дорожной конструкции была изготовлена плита размером 700^400x60 мм и погружена в грунт. Также была изготовлена жесткая пластина, имитирующая пятно контакта шины двухскатного колеса грузового автомобиля с поверхностью дороги размером 600x200x50 мм в соответствии с ГОСТ Р 52748-2007 (Рисунок 3).
На рисунке 3 изображена схема нормативной нагрузки для расчета дорожной одежды.
Установив пластину на поверхность грунта, мы воздействовали на неё катком массой 3,5 т. Затем пластину установили на плиту, погруженную в нарезанную щель, и также воздействовали катком.
На рисунке 4 изображен процесс проведения эксперимента. Данные эксперимента показали, что усадка в грунт жесткой пластины без плиты в 4 раза глубже по сравнению с усадкой пластины, находящейся на плите (Рисунок 5,6), 20 мм и 5 мм соответственно.
Рис. 3. Схема нормативной нагрузки для расчета дорожной одежды
Рис. 4. Проведение эксперимента
а) б)
Рис. 5. Расположение пластины до эксперимента: а) - пластина, находящаяся на плите; б)
пластина, находящаяся на грунте
Рис. 6. Расположение пластины до (Б) и после (А) эксперимента с плитой
Заключение
Результаты эксперимента показали эффективность применения фрезы для усиления дорожной одежды. В случае дальнейшего использования фрезы необходимо разработать методику расчета и выбора рациональных параметров диско-фрезерных рабочих органов для нарезания щелей.
Библиографический список
1. Россия в цифрах. 2010: Крат.стат.сб./ Росстат - М.,Р76 2010. - 558 с.
2. Патент «Грунтовая дорога с укрепленной дорожной одеждой». №88685 кл. Е01С5/00. Опубликовано 29.06.2009. Демиденко, А.И. Снигерев, Д.С. Ваймер Е.Ю.
3. Демиденко А.И., Снигерев Д.С., Ваймер Е.Ю. К вопросу создания фрезерного рабочего органа для нарезки щелей. Материалы 63-й научнотехнической конференции ГОУ "СибАДИ". - Омск: СибАДИ, 2009. Кн. 1 - С. 240-243.
4. Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. М., Изд. Машиностроение, 1978.
5. Артемьев К.А. Теория резания грунтов землеройно-транспортными машинами. Учебное пособие. Омск, 1989. 80 с.
Laboratory test of construction of blade of the earth milling
A.I. Demidenko, D.S. Snigerev,
E.Y. Vaimer, A.G. Sushko
The article informs is about experimental tests of offered road clothes, and also of construction of blade of a tooth fixed on the disk of working body which digs trench. A construction of the offered road clothes and the equipment for its
erection has high affordability and low expenditures of labour.
Демиденко Анатолий Иванович - кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой "Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур" Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований - повышение эффективности землеройно-транспортных машин. Имеет 105 опубликованных работ.
Снигерев Дмитрий Сергеевич - кандидат технических наук, доцент кафедры "Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур" Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - исследование процессов взаимодействия с грунтом рабочих органов землеройных машин. Имеет 29 опубликованных работ.
Ваймер Евгений Юрьевич - аспирант кафедры "Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур" Сибирской государственной автомобильнодорожной академии. Основное направление научных исследований - исследование процессов взаимодействия с грунтом рабочих органов землеройных машин. Имеет 2 опубликованные работы. e-mail: virtus_1@bk.ru
Сушко Артем Глебович - студент кафедры "Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур" Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - исследование процессов взаимодействия с грунтом рабочих органов землеройных машин, Имеет 1 опубликованную работу. e-mail:as1@bk.ru
Статья поступила 20.07.2010 г.
