Научные основы проектирования рабочего оборудования для разрушения уплотнённого снега на автомобильных дорогах

• Автор: Воскресенский, Геннадий Гаврилович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 325 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ

1.1. Влияние зимней скользкости на безопасность движения транспор-

1.2. Виды зимней скользкости

1.3. Условия образования различных видов зимней скользкости

1.4. Способы борьбы с зимней скользкостью

1.5. Образование снега

1.6. Формирование снежного покрова на покрытиях автомобильных

дорог
1.7. Загрязнение уплотненного снега на покрытиях автомобильных до-

1.8. Образование гололеда на покрытиях автомобильных дорог в тече-
ние суток
1.9. Механические свойства снега
1.10. Оборудование для разрушения снежно-ледяных образований
1.11. Современное оборудование, применяемое для очистки дорожных
покрытий от уплотненного снега и льда
1.12. Методологические основы создания рабочего оборудования для
разрушения уплотненого снега
1.13. Цель и задачи исследований
2. РАЗРУШЕНИЕ УПЛОТНЕННОГО СНЕГА НА ПОКРЫТИЯХ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ МЕХАНИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
2.1. Результаты экспериментальных исследований процесса резания
уплотненного снега
2.2. Исследование формы тел скольжения
2.2.1. Влияние параметров процесса резания уплотненного снега на про-
дольный угол скола
2.2.2. Влияние параметров процесса резания уплотненного снега на по-
перечный угол скола
2.3. Влияние параметров резания на глубину внедрения режущей
кромки в слой уплотненного снега
2.4. Энергетическая оценка силы резания уплотненного снега
2.5. Энергоемкость процесса резания уплотненного снега
2.6. Разрушение уплотненного снега при внедрении режущего инстру-
мента
Выводы по главе 2
3. ВИБРОРЕЗАНИЕ УПЛОТНЕННОГО СНЕГА
3.1. Механизм вибрационного резания с колебаниями, определяемыми
тригонометрическими функциями
3.2. Выбор параметров процесса виброрезания с гидропульсатором
шестеренного типа
3.3. 3 Исследование процесса виброрезания наклонным рабочим органом
Выводы по главе 3
4. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВИБРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ И РАБОЧИХ ОРГАНОВ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ УПЛОТНЕННОГО СНЕ-

4.1. Новые конструкции рабочего оборудования для разрушения уп-
лотненного снега
4.2. Статически определимые упругие системы рабочего оборудования
4.3. Статически неопределимые упругие системы
4.4. Гидравлические вибровозбудители колебаний
4.5. Пульсаторные вибровозбудители насосного типа
4.6. Золотниковые вибровозбудители
4.7. Влияние упругих характеристик на КПД гидросистемы
4.8. Экспериментальные исследования упругих характеристик гидро-
системы
Выводы по главе 4
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СКА-
ЛЫВАТЕЛЕЙ УПЛОТНЕННОГО СНЕГА
5.1. Исследование собственных колебаний одномассвого виброскалы-
вателя
5.1.1. Исследование статических характеристик гидропривода скалыва-
теля уплотненного снега
5.1.2. Динамические характеристики одномассового скалывателя уплот-
ненного снега с гидроимпульсом шестеренного типа
5.1.3. Исследование одномасового виброскалывателя с вертикальными
колебаниями
5.2. Исследование многомассовых скалывателей с вертикальными ко-
лебаниями рабочего органа
5.2.1. Исследование колебаний двухмассового виброскалывателя уплот-
ненного снега и льда
5.2.2. Исследование трехмассвого скалывателя с вертикальными колеба-
ниями
5.2.3. Исследование видроскалывателя с кинематическим возбуждением
колебаний
5.3. Влияние неровностей поверхности автомобильной дороги на пере-
ходные процессы виброскалывателя
5.4. Исследование колебательных режимов гидропривода скалывателя
уплотеннног снега
Выводы по главе 5
6. МЕТОДИКА ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДО-
ВАНИЯ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ УПЛОТНЕННОГО СНЕГА
6.1. Выбор параметров виброскалывателя уплотненного снега с верти-
кальными колебаниями ножа

6.2. Методика выбора параметров виброскалывателя уплотненного снега с горизонтальными колебаниями ножа
6.3. Экспериментальные исследования опытных образцов оборудования для разрушения уплотненного снега
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОБЫ ПО РАБОТЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. РАСЧЕТЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВИБРО-СКАЛЫВАТЕЛЕЙ УПЛОТНЕННОГО СНЕГА ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТЫ ИСПЫТАНИЙ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА И АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА

вании явлений наземного обледенения. Основными процессами, способствующими образованию явления наземного обледенения, являются термодинамические процессы кристаллизации капель воды. Структура и плотность гололедно-изморозевых отложений является функцией ряда соразмерных физических факторов: температуры или разности температур капель воды и покрытия, размеры капель и содержание воды в единице объема. При низких температурах капли меньше, количество сконденсированной влаги минимально. Такое сочетание условий благоприятно только для образования отложений изморози. С ростом температуры количество влаги в 1 м3 воздуха возрастает, можно предположить также, что растет и размер капель, которые, осаждаясь на наземных поверхностях, образуют гололедные отложения.
В течение суток повторяемость образования гололеда на поверхности приведена на рис. 1.6.
За начало отсчета времени суток принято ноль часов. В процессе экспериментальных исследований проводились визуальные наблюдения за состоянием покрытия автомобильной дороги и измерения температуры и влажности воздуха с интервалом 3 часа.

Рис. 1.6 Повторяемость гололеда в различные часы суток [56]
Наибольшая повторяемость гололеда наблюдается в утренние часы 9-12 часов. Минимальное число случаев приходится на светлое время суток 15-18 часов (рис. 1.6).
Наблюдения за образованием гололеда показали, что увеличение повторяемости происходит в утренние часы (9-10 часов), когда начинает возрастать температура воздуха, а покрытие сохраняет еще ночную, более низкую температуру. Имеющаяся в воздухе вода в виде капель оседает на поверхность покрытия и замерзает, образуя корку льда. Повышение температуры воздуха способствует сублимации льда и снега и росту процентного содержания в 1 м3 воздуха влаги, которая с вечерним понижением температуры начинает замерзать и в виде кристаллов выпадать на поверхность автомобильной дороги.
В связи с этим следует отметить, что наиболее опасным, с точки зрения управляемости автомобиля, является период с 9-12 часов и 3-6 часов.