Выбор конструктивных параметров рабочего органа для удаления снежных накатов и льда с бетонных покрытий

• Автор: Пуртов, Андрей Робертович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 238 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень основных сокращений и условных обозначений

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНОГО МАТЕРИАЛА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ...

1.1 Обзор условий возникновения ледовых образований

и снежных накатов.

1.2 Анализ нормативных документов по эксплуатационному содержанию поверхностей дорог и аэродромов

1.3 Обзор методов разрушения ледяного покрова

1.4 Классификация льдов и их основные физико-механические свойства.

1.5 Краткий анализ научных работ, посвящённых

изучению физико-механических свойств снежного покрова..
1.6 Состояние исследований по теории механической
разработки ледового массива
1.7 Обзор конструкций ледорезных машин
1.8 Выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕДОВЫХ И. СНЕЖНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ
НА ПОВЕРХНОСТИ ДОРОГ.
2.1 Характеристики образования снежных отложений
2.2 Исследование параметров образования гололёда и твёрдого налёта
2.3 Влияние физико-механических свойств
очищаемой поверхности на параметры рабочего органа
2.4 Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЩЁТОЧНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА СО ЛЬДОМ И СНЕЖНЫМ НАКАТОМ, ОБРАЗОВАВШИМСЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ДОРОГ
3.1 Особенности работы щёточного рабочего органа на
поверхности аэродромов
3.2 Усилия, возникающие при фрезеровании льда
на рабочем оборудовании
3.3 Математическая модель взаимодействия щёточного
рабочего органа машины, со льдом и снежным накатом.
3.4 Определение рациональных параметров фрезерования льда и снежного наката на поверхностях дорог цилиндрическими щётками
3.4.1 Общая методика выбора рациональных параметров
3.4.2 Определение рациональных параметров цилиндрической щётки

3.4.3 Определение рациональных параметров процесса резания
льда цилиндрической щёткой
3.4.4 Особенности применения синтетических материалов
для элементов ворса
3.4.5 Изменение параметров фрезерования при разработке
снежных накатов
3.5 Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ОБЛЕДЕНЕЛОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДОРОГ ЩЁТОЧНЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ
4.1 Определение физико-механических свойств
обледенелой поверхности
4.1.1. Определение единичной силы резания для льда, образовавшегося на различных аэродромных покрытиях
4.1.2 Определение эталонной силы сопротивления сдвигу льда
и снежных накатов, образовавшегося на различных дорожных покрытиях
4.2 Методика планирования и обработка результатов
экспериментов.
4.2.1. Планирование многофакторного эксперимента
4.2.2. Результаты реализации расчёта по планированию
проведения ортогонального композиционного плана Хартли
4.2.3 Оценка адекватности математической модели взаимодействия рабочего органа специальной уборочной 175 машины со льдом и снегом
4.3 Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЩЁТОК,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА
И СНЕЖНЫХ НАКАТОВ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Краткое описание и технические характеристики
испытуемых машин
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Методика проведения испытаний
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Описание и технические характеристики приборов
и оборудования для проведения экспериментальных исследований
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 ПРИЛОЖЕНИЕ
Свидетельство на полезную модель щёточного рабочего органа, оснащённого специальным ворсом, для удаления льда и снежного наката с бетонных поверхностей
Текст программы в среде МАТЬАВ предназначенной для вычисления механических параметров взаимодействия щётки с очищаемой поверхностью
Акты внедрения результатов работы Массив данных метеорологических наблюдений в различных районах Российской Федерации

В.А. Малыгина [57] и других [80], при температуре снега около нуля и значительных статических нагрузках, он проявляет свойства присущие вязкой жидкости. С уменьшением же температуры и при динамических нагрузках упругие свойства снега проявляются более значительно.
Многообразие физико-механических свойств снежного покрова зависит от различного сочетания условий формирования и прохождения процессов фазовых превращений. Из всего многообразия этих свойств для изучения вопросов удаления снега с поверхности дорог и взлётно-посадочных полос аэродрома являются: сопротивление резанию, плотность, твёрдость, прессуемость, сцепные свойства, упругость снега.
Сопротивление резанию характеризует интегральную силу противодействия снега при отделении его от массива широким плоским ножом и образования сливной пластической стружки. Сопротивление резанию снега зависит от объёмных сил трения и поверхностных сил сцепления между собой фрагментов снега. В. И. Баловнев [5,41] предложил следующую зависимость для определения силы сопротивления снега резанию:
Fyд=cr + tg/ + c, (1.11)
где а - величина нормальных напряжений в плоскости сдвига, у - угол внутреннего трения материала, а с - структурное сцепление фрагментов материала.
Плотность снега есть отношение веса пробы снега к его объёму. Плотность снега является одной из важнейших его характеристик, её значения лежат в диапазоне от 0,1 до 0,7 г/см3 [13,57] и с течением времени изменяются под действием собственного веса, ветра, фирнизации, снеготаяния, и факторов теплообмена. Наибольшее влияние на изменение плотности оказывают температура и ветер. От плотности снега зависят все его механические свойства, причём эти зависимости подчиняются достаточно строгим закономерностям [9, 13,57,53,80]
Твёрдость или несущая способность снежного покрова характеризуют собой способность снега сопротивляться проникновению в него инородных тел. Этот показатель определяется по осадке стандартного штампа, к которому приложена стандартная нагрузка. Твёрдость снега зависит не только от плотности, но и от температуры [9,13,57,80]. Однако, как показали исследования В.А. Малыгина [57] для рыхлого снега с плотностью менее 0,2г/см3 изменение температуры по высоте снежного покрова не велико, и поэтому в этом случае зависимостью плотности от температуры можно пренебречь.
Прессуемость снежного покрова является основным видом деформации при движении транспортного средства, приводящим к образованию колеи. Способность же снега противостоять давлению обычно характеризуют глубиной его прессования или осадкой. Зависимость между нагрузками и деформациями снежного покрова изучается при по-