CC BY
16
УДК 624.132.3
У. А. Скарабагаты, У. У. Яцкев1ч, д-р тэхн. навук, праф.
ТЭАРЭТЫЧНАЕ АБГРУНТАВАННЕ ПАРАМЕТРАУ ВШРАЦЫЙНА-УШЧЫЛЬНЯЛЬНАГА РАБОЧАГА ОРГАНА
У прапанаваным артыкуле прыведзена канструкцыя плашровачна-ушчыльняльнага рабочага органа, якая распрацавана па вышках праведзеных даследаванняу з дапамогай фізічнага мадэлявання. Далейшае развіццё макетнага узору выканана з мэтай практычнага выкарыстання яго на базавай машыне «Амкадор 208В». Вызначаны рэжымы працы і тэхналогія правядзення работ для атсанага рабочага органа. Для розных рэжымау працы разгледжаны разл1ковыя схемы і атрыманы залежнасці для падл1ку асноуных параметрау. Прыведзены перавап атрыманага рабочага абсталявання, актыунага дзеяння, якое увасабляе у сабе адначасова тры рабочыя органы, у параунанш з традыцыйным, і забяспечвае патчастотныя ваганні для ушчыльнення дарожна-будаушчых матэрыялау з часцінкамі розных памерау.
Пры выкананн1 план1ровачных работ у дарожным будаун1цтве або перад укладкай тратуарнай пл1тк1 пры збудаванн1 пабудоу у жыллёвым ц1 прамысловым будаун1цтве з
абмежаваным1 умовам1 першая аперацыя, якую неабходна выканаць, гэта размеркаванне дарожна-будаун1чых
матэрыялау па шырын1 палатна. Даследаванн1 паказал1, што працэс план1роук1 адвальна-шнэкавым рабочым органам ажыццяуляецца за адз1н праход. З гэтай прычыны пасля аднаго праходу адразу можна прыступаць да ушчыльнення план1руемага матэрыялу. Адсюль узн1кае 1дэя сумясц1ць гэтыя два працэсы 1 ажыццявщь 1х адначасова, каб скарац1ць час рабочага працэсу 1 павысщь прадукцыйнасць. Для гэтага мэтазгодна выкарыстаць ваганн1 рабочага абсталявання. У вын1ку мы атрымоуваем наступныя пераваг1: зн1жаецца
энэргаём1стасць працэсу перамяшчэння грунту шнэкам 1 павышаецца яго ККЗ; пашжаецца намаганне супрац1улення перамяшчэнню рабочага органа;
адначасова ажыццяуляецца працэс план1роук1 1 ушчыльнення, што значна павял1чвае прадукцыйнасць; зн1кае неабходнасць у спецыяльных
ушчыльняючых машынах (прычапных 1 самаходных катках 1 друг1м трамбавальным абсталяванн1).
З такой высновы план1ровачны агрэгат пераутвараецца у план1ровачна-
ушчыльняльны. У склад такога шматфункцыянальнага рабочага органа (рыс. 1, 2) уваходз1ць адвал бульдозера з в1братарам, як1 выконвае функцыю ушчыльнення грунта, а шнэк з адвалам -плашроую грунта. Шнэк 1, устаноулены на адвале бульдозера 4, мае г1драул1чны прывад. У якасц1 ушчыльняльнага прыстасавання з тыльнага яго боку замацавана трамбавальная пл1та 3 ц1 валец катка. Для генерыравання эл1птычных ваганняу выкарыстаны спецыяльна сканструяваны у корпусе шнэка аднавальны, двухчастотны в1браузбуджальн1к, вось с1метры1 якога зрушана адносна цэнтра мас вагальнай с1стэмы на адлегласць I. Унутры полага вала шнэка размешчаны эксцэнтрыкавы вал 4, з эксцынтрыс1тэтам адносна вос1 шнэка на адлегласц1 е. На гэтым валу устаноулены спружыныя павадк1 6 з бегункам1-дэбалансам1 2, цэнтр цяжару як1х зрушаны адносна цэнтра вярчэння Ох на адлегласць е. Прывад шнэка ажыццяуляецца звёздачкай 7, а вала в1братара - звёздачкай 8.
У цэнтры мас с1стэмы пры ваганнях, узбуджаных в1братарам, дзейн1чаюць дзве цэнтрабежныя с1лы Ба 1 два с1нуса1дальных моманты Ма н1зкай 1 высокай частот:
Ба = Б1 + Б2;
Ма.с. = БгНт Ю ^ Ю 2^
дзе Б1 1 Б2 - вымушаючыя с1лы адпаведна н1зкачастотных 1 высокачастотных ваган-няу, Н; ю1 1 ю2 - частата н1зк1х 1 высок1х
ваганняу, с-1; 1 - час ваганняу, с; е эксцэнтрыс1тэт, м.
Рыс. 1. Схема плашровачна-ушчыльняльнага агрэгата
Рыс. 2. Схема планетарнага павадковага в1браузбуджальшка
Так1м чынам, на падставе праведзеных даследаванняу рэал1заваны агрэгат актыунага дзеяння, як1 адначасова увасобл1вае тры рабочыя органы: адвал бульдозера са шнэкам; адвал бульдозера з трамбавальнай пл1той; шнэк з в1братарам.
Адметнай асабл1васцю в1брауз-буджальнага агрэгата з’яуляецца тое, што ён можа працаваць у трох розных рэжымах, выкарыстоуваючы шырок1 дыяпазон частот ваганняу (ад н1зк1х 1
нармальных (ю = 150-300 с-1) да павы-шаных (ю = 800-1400 с-1)), як1я най-больш эфектыуна уздзейн1чаюць на працэс ушчыльнення з розным1 уключэнням1 размерау часц1нак матэрыялау. Пры план1роук1 грунту з уключаным прывадам шнэка можна адначасова выконваць ушчыльненне з адной частатой, напрыклад з н1зкай, а зваротны ход - з высокай частатой, пры уключаным прывадзе в1братара.
Працэс ушчыльнення можа здзяйс-няцца на наступных рэжымах: пры
вярчэнні шнэка Ф ш. > 0 і растарможаным павадком Фф ф 0; з астаноуленым (затарможаным) шнэкам ф ш. = 0, пры уключаным валу вібратара Фп. > 0; пры вярчэнш шнэка ф ш. > 0 і пры вярчэнш павадка ф п. > 0.
На падставе праведзеных вопытных даследаванняу былі вызначыны два рэжымы работы шнэка: матэрыял
транспартуецца прызмамі валачэння кожным шагам шнэка рознага аб’ёму; транспартуемы матэрыял перамяш-чаецца з перакщваннем праз вал са змяльчэннем матэрыялу.
Урауненш раунавап сш, што уп-лываюць на часцінку грунта масай т, у вектарным выглядзе для рэжыма работы без перакщвання праз вал шнэка паказаны на рыс. 3, 4.
Рыс. 4. Схема уплываючых ОШ на часцшку т для другога рэжыму: а - на нахльнай плоскасщ аднаго в1тка шнэка; б - на адным шагу шнэка
Для пepшaгa pэжымy:
Pi + f 2 m g sin а cos а - G = О;
-1 і T72
F + F + G = О;
ip. rnp. ’
F 1P= fi Pi = fi m g2 R,
дзє G, F* і Fmp - вeктapы ciл цяжapy
mp. mp
тpэння гpyнтa пa грунту і гpyнтy пa дpyгiм ртжъш^ мeтaлy aдпaвeднa; /1 - кюфщыент
yнyтpaнaгa тpэння; m - мaca чacткi гpyнтa, кг; R - экcцэнтpыciтэт, м; rn -вyглaвaя xyткacць, c-1; Pi - crna iнepцыi;
D
R =— - paдыyc шнэкa.
Для дpyгoгa pэжымy:
f і m g sin а cos а + m G R - m g = О ; g2r= g (1 - itip“ ).
^ы^итая вyглaвaя xyткacць y
. ,g(1 -^2^'
G <
к p. —
R
Aтpымaнaя чacтaтa вяpчэння вaлa GK“p пaвiннa зaбяcпeчвaць вaгaннe шнэ^
F ip = f 2 m g siпа ;
G = m g ,
дзє f2 - кюфщыент знeшнягa трэння; g -пacкapэннe cвaбoднaгa тадзення, м/c2.
У cкaляpным выглядзе:
Frnp. cos а + FIp - G = О;
f 2 m g sin а cos а + f1 m G R - m g = 0;
2
f 2 g sin а cos а + fi G R = g;
2
f1 G R = g (1 - f 2 sinа cosа);
G2 = g(1 - f2sin а cos а)
= fR ‘
^ы^итая вyглaвaя xyткacць, пpы я^й гpyнт тpaнcпapтyeццa без ягo repaya пpaз вaл шнэкa, paзлiчвaeццa як:
з чacтaтoй GKp. пaвaдкa, ягая дaзвaляe зaбяcпeчыць yмoвы пpaцы вiбpaтapa:
< * ë ■
Гэтыя ÿмoвы пaвiнны выкoнвaццa для TOpmara выпaдкy, кaлi мexaнiзм вiбpaцыi з^ляецвд дыфepэнцыяльным (гл. pыc. 1). Для двyx pэжымaÿ пpaцы mнэкa вyглaвaя xyткacць пaвaдкa cклaдae:
для Mprnara pэжымy
D______ /g(2 - f2 sin 2а) .
Gn (2h + d )
для дpyгoгa pэжымy D
2R
Gn =
g(2 - f2 sin 2а)
2f1R
ш
GK p.=
i
g(2 - f2 sin 2а)
2f1R ’ ПpывeдзeнъIя мaтэмaтычныя мaдэлi
дaзвaляюць пaдлiчыць acнoÿныя дзе а - вyгaл нaxiльнaй плocкacцi вiткa пapaмeтpы пpaпaнaвaнaгa paбoчaгa
mнэкa. opгaнa, якім мoжнa aжыццявiць шмaт
Уpaÿнeннe paÿнaвaгi crn y мэтaÿ, тэxнaлaгiчныx Функцый і paбoчыx
вeктapным выглядзе для pэжымy paбoты з pэжымaÿ
Пaлiчacтoтны вiбpaтap пaвiнeн мець дыяпaзoн нiзкix чacтoт 15О-3ОО c-1 і выcoкix чacтoт 8ОО-14ОО c-1; вyглaвaя xyткacць шгога пaвiннa cклaдaць О-18О aб/xвiл для pэжымy тpaнcпapцipoÿкi
пepaкiдвaннeм пpaз вaл mнэкa:
P і + cos а - G = О
i ÿ cкaляpным выглядзе:
грунта (плашроую) i 185-300 аб/хвш для KaMnaHernaMi дарожна-будаушчых
рэжыму перамешвання грунта з iншымi сумесяу.
Беларуск1 нацыянальны тэхшчны ушверсггэт Матэрыял пастушу 20.10.2006
U. Skarabahaty, U. Yatskevich Theoretical grounds of the vibrating-compacting tool parameters
Belarusian National Technical Univers^
In this article the design of a planing-compacting working tool, developed while testing by models, is given. The resulting development of a mock-up pattern is provided to mount it on a small-size ripper Amkodor 208B. The models of operation and procedures techniques for the above-mentioned working tool are determined. Calculated diagrams for various models of operation are analyzed and dependencies are obtained to calculate main parameters. In this article the authors shoes the advantages of the developed working tool, the tool integrating three working parts simultaneously in comparison to a conventional tool and providing vibration frequencies to compact road-building materials with particles of different sizes.
