Научная статья на тему 'Стенд для исследования прочности уплотненного снежного покрова аэродромов и дорожных покрытий'

Стенд для исследования прочности уплотненного снежного покрова аэродромов и дорожных покрытий Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
209
86
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОЧНОСТЬ СНЕЖНОГО ПОКРЫТИЯ / ЭНЕРГИЯ УДАРА / ФОРМА НАКОНЕЧНИКА / STRENGTH OF SNOW COVER / IMPACT ENERGY / SHAPE OF TIP

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Желукевич Р. Б., Лысянников А. В., Ф Кайзер Ю.

Стенд для исследования прочности уплотненного снежного покрова аэродромов и дорожных покрытий / Желукевич Р.Б., Лысянников А.В., Кайзер Ю.Ф. // Вестник. КузГТУ, 2012, № 2. С. 98-100. Описан стенд для исследования влияния формы наконечника и энергии удара на показатели прочности снега, оперативного контроля степени уплотнения снежного покрова.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Желукевич Р. Б., Лысянников А. В., Ф Кайзер Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Booth for the study of the strength of compressed snow airdromes and pavements / Gelykevich R.B, Lysyannikov A.V., Kaiser U.F.// The bulletin of KuzSTU, 2012, № 2. С. 98-100. We describe booth for the study of the strength of tip shape and impact energy on the parameters of the strength of snow-line control of compaction degree of snow cover.

Текст научной работы на тему «Стенд для исследования прочности уплотненного снежного покрова аэродромов и дорожных покрытий»

ДОРОЖНЫЕ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

УДК 624.132

Р.Б. Желукевич, А.В. Лысянников, Ю.Ф Кайзер

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ УПЛОТНЕННОГО СНЕЖНОГО ПОКРОВА АЭРОДРОМОВ И ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

При эксплуатации автомобильных дорог в зимний период, а также дорог местного назначения (в том числе лесозаготовительных и зимников) и содержании грунтовых аэродромов методом уплотнения снега, необходимо постоянно контролировать прочность снежного покрова на проезжей части дорожного полотна и взлётнопосадочной полосе аэродромов.

Для определения прочности снежного покрытия используют ударник-зонд Союздорнии [1] и твердомер НИАС [2]. Автор работы В.З. Иофик

[3] и японский исследователь Киносита (КшобЬ^)

[4] предлагают устройства, отличающиеся конструктивным исполнением и геометрическими параметрами инденторов, соприкасающихся со снегом.

Основным источником ошибок при определении прочности снежного покрытия твердомером НИАС является отсутствие уровнемера (практически невозможно выставить твердомер строго вертикально), а определение веса испытателя создает неудобства при замере и влияет на точность определения прочности снежного покрытия. Кроме того, при замере прочности, центр тяжести испытателя смещен относительно продольной оси стойки и для удержания равновесия стойку приходится наклонять, а вместе с ней и продольную ось конуса. При этом в месте контакта конуса с поверхностью снежного покрытия нарушается параллельность основания конуса к поверхности снега, при этом часть энергии тратится на трение скольжения соприкасающихся поверхностей стойки с доской-упором и скобами.

Для исключения перечисленных недостатков спроектирован и изготовлен стенд рис. 1 и 2.

Стенд состоит из корпуса 1 с основанием 2. Корпус снабжен шаровым подшипником 4 (с разрезной наружной обоймой), имеющим в шаровой головке сквозное отверстие, в котором закреплена

направляющая труба 5 с установленным в ней стержнем 6 с коническим наконечником 7, сменным грузом 8 и мерной линейкой 9, закрепленной на наружной поверхности трубы.

В верхней и нижней частях трубы 5 выполнены по три сквозных равномерно расположенных по диаметру прямоугольных отверстия 10. В каждом из отверстий 10 расположена вилка 11 с возможностью продольного перемещения в нем. На одном из концов каждой вилки установлен подшипник качения 12, соприкасающийся наружной обоймой с поверхностью стержня и являющийся направляющей для перемещения стержня вдоль

Рис. 1. Внешний вид стенда

его продольной оси.Другой конец вилки выполнен с резьбой и установлен в цилиндрическом отверстии 13 скобы 14, жестко закрепленной на направляющей трубе 5. На резьбовом конце вилки установлены гайки 15 для регулировки зазора между наружной обоймой подшипника качения 12 и стержнем 6. Для фиксации шаровой головки подшипника 4 наружная разрезная обойма шарового подшипника установлена в разрезном корпусе с двумя кронштейнами, соединенными стопором. Стопор состоит из болта, входящего в отверстия кронштейнов и гайки 16. Вдоль продольной оси направляющей трубы 5 выполнен продольный паз

17 с поперечным уступом 18. В паз 17 входит указатель со стрелкой 19, закрепленный на стержне 6. Он указывает величину погружения конического наконечника в снежный покров.

Стенд работает следующим образом. Корпус 1 нижним основанием 2 устанавливается на предварительно выровненное снеговое покрытие, указатель со стрелкой 19 заводится в поперечный нижний уступ 18 направляющей трубы 5. При этом вершина конического наконечника 7 должна находиться в плоскости основания 2, соприкасающегося со снежным покровом, а направляющая труба 5 под действием собственного веса, веса

Рис. 2. Конструктивное изображение стенда: 1 - корпус; 2 - основание;

3 - опоры; 4 - шаровый подшипник; 5 - направляющая труба; 6 - стержень;

7 - конический наконечник (индентор); 8 - сменный груз; 9 - мерная линейка; 10 - прямоугольное отверстие; 11 - вилка; 12 - подшипник качения; 13 - цилиндрическое отверстие; 14 - скоба; 15 - гайки регулировочные; 16 - гайка стопора; 17 - продольный паз; 18 - поперечный уступ;

19 - указатель со стрелкой; 20 - гайка.

А.В. Лысянников, Р.Б. Желукевич, Ю.Ф. Кайзер

100

стержня 6, конического наконечника 7, сменного груза 8 и гайки 20 устанавливается в корпусе 1 с разрезной шаровой обоймой вертикально. Для фиксации такого положения направляющей трубы 5 и корпуса 1 вращением гайки 16 под действием осевой силы болта стопора стягивается разрезная шаровая обойма, которая зажимает шаровую головку и удерживает ее в таком положении во время определения прочности снега. Затем указатель со стрелкой 19 вместе со стержнем 6 и коническим наконечником 7 поднимается вверх по продольному пазу 17. Из этого положения стержень отпускается. Под действием собственной тяжести он движется вниз и, соприкасаясь со снежным покровом конической поверхностью наконечника, входит в снег.

Величина внедрения наконечника отсчитывается по шкале мерной линейки рис. 3.

Рис. 3. Шкала мерной линейки стенда

Прочность уплотненного снега в зависимости от прилагаемой нагрузки и глубины погружения

конуса определяется по формуле:

т ■ е ■ Н

а =--------------

7 2 2 ^ п ■ Н ■ № —

2

где а - показатель прочности снега, кПа;

т - масса штанги с коническим наконечником, кг;

Н - высота падения штанги с коническим наконечником, м;

Н - глубина погружения конуса, м;

а - угол конуса 34°12'.

Новизна предлагаемого технического решения подтверждена патентом на изобретение [5].

Особенностью изготовленного стенда является то, что в его конструкции предусмотрена различная энергия удара за счет фиксированного изменения высоты подъёма стержня 6 с наконечником 7 (индентора) и массы сменного груза 8. Это позволяет проводить исследования влияния формы наконечника и энергии удара на показатели прочности снега в широких пределах, расширить область применения твердомера и определять прочность снежно-ледяных образований инденто-рами различных геометрических параметров в зависимости от климатических условий. Кроме того, использование данного стенда позволит эксплуатационным службам автомобильных дорог и грунтовых аэродромов осуществлять оперативный контроль степени уплотнения снежного покрова на проезжей части дорог (зимников), элементах летного поля грунтовых аэродромов и даст возможность рационального управления режимными параметрами работы уплотнительного оборудования при сооружении зимних дорог и подготовке грунтовых аэродромов методом уплотнения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ВСН 137-89. Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР.

2. Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации (РЭГА РФ-94).М.; Воздушный транспорт, 1995. 232 с.

3. Иофик В. З. Выбор моделей динамического плотномера для определения трудности разработки грунтов. Строительные и дорожные машины. 1990 г. № 5.

4. Борьба со снегом и гололедом на транспорте: Материалы 2-го Международного симпозиума, состоявшегося 15-19 мая 1978 г., Ганновер, штат Нью-Гэмпшир, США /Пер, с англ. Л.Я. Менис, М.Н. Шипковой; Под ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1986. - 216 с.

5. Пат. № 2350923 RU, основной индекс по МПК G01N3/42. Опубл. 05.08.2007 г.

□ Авторы статьи:

Лысянников Алексей Васильевич, аспирант каф. «Авиационные горюче-смазочные материалы» Института нефти и газа (Сибирский федеральный университет», г. Красноярск). E-mail: lysyannikov.alek@mail.ru

Желукевич Рышард Борисович, канд. техн. наук, профессор каф. «Авиационные горюче-смазочные материалы» Института нефти и газа (Сибирский федеральный университет», г. Красноярск). Тел.раб. 8(3912)497591

Кайзер Юрий Филиппович, канд. техн. наук, зав. каф. «Авиационные горюче-смазочные материалы» Института нефти и газа (Сибирский федеральный университет», г. Красноярск). E-mail: kaiser170174@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.