Научный архив: статьи

Введение. Для обеспечения безопасности и эффективной очистки автомобильных дорог и тротуаров от снега и наледи в зимний период нужно использовать специальное оборудование. Но еще на этапе создания такого оборудования конструкторам необходимо знать, какие нагрузки будут возникать на рабочем оборудовании в процессе его эксплуатации. Поэтому для разработки фрезерных рабочих органов для снятия наледи с дорожных покрытий следует провести экспериментальное исследование с целью определить нагрузки, возникающие на его рабочем органе.

Материалы и методы. Основной целью экспериментального исследования является определение силы сопротивления резанию, которая возникает на режущем элементе фрезерного рабочего оборудования в процессе его применения при уборке наледи и снега на автомобильных дорогах и тротуарах. Для реализации эксперимента выбран маятниковый стенд, позволяющий исследовать воздействие отдельного режущего элемента фрезы на лед.

Результаты. Полученные результаты дают возможность для прогнозирования изменения нагрузок на фрезерном рабочем органе в процессе эксплуатации. Это позволяет разрабатывать усовершенствованные конструкции дорожно-фрезерного оборудования и модернизировать уже существующие. Применение данных зависимостей также позволяет определить необходимую прочность конструкции фрезерного барабана для нормальной работы оборудования и выбрать рациональное сечение режущих элементов.

Обсуждение и заключение. По результатам проведенных экспериментальных работ были получены зависимости силы сопротивления резанию льда в зависимости от толщины срезаемого слоя, вида льда (чистый; смесь льда, песка и уплотненного снега с примесями; смесь, замороженная слоями; замороженная во льде тротуарная плитка и образец асфальтобетона) и его температуры.

Введение. Энергия при фрезеровании асфальтобетонных покрытий затрачивается на разрушение каменной фракции, битумных связей, а также прочих факторов, которые в совокупности не влияют на появление новых поверхностей.

Целью данной работы является поиск и предварительная оценка метода косвенного определения эффективности работы фрезерных рабочих органов на основе анализа энергозатрат.

Материалы и методы. В работе используются два набора асфальтобетонного гранулята марки Б типа 2, полученные при холодном фрезеровании покрытий. Для сравнения применялись идентичные фрезерные барабаны с разной схемой расстановки режущих элементов. Применение технологии 3D-скaнирования позволило получить полигональные модели частиц и количественно оценить изменение площади поверхности материала в процессе фрезерования. Для фракций, не подвергавшихся сканированию, параметры поверхности определялись через уравнения регрессии, построенные на основе экспериментальных данных. Основой исследования послужил энергетический подход, связывающий затраты энергии с образованием новых поверхностей при разрушении асфальтобетонного композита.

Результаты. Основная часть энергии (до 99%) при фрезеровании расходуется на разрушение битумных связей, а не каменной фракции. Сравнение двух фрезерных барабанов показало, что одна из двух конструкций на 19,25% энергоэффективнее за счет расположения режущих элементов. Разработанная методика 3D-сканирования и гранулометрического анализа подтвердила универсальность оценки процессов измельчения, а также выявила ключевые факторы энергопотребления: толщину стружки (прямая зависимость), температуру материала (обратная) и конструкцию оборудования. Вместе с тем уточнены зависимости для оценки удельных поверхностей каменных фракций и получены зависимости для определения удельных поверхностей асфальтобетонного гранулята.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволяют производить оценку затрачиваемой энергии при удалении изношенных слоев асфальтобетонных покрытий. Вместе с тем разработанный метод демонстрирует точность и эффективность по сравнению с расчетными методами. Это позволяет рекомендовать метод не только для оценки энергозатрат в процессе фрезерования асфальтобетонов, но и в процессе измельчения других твердых материалов.

Введение. В работе рассматриваются методы определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, образующихся при фрезеровании асфальтобетонных покрытий дорожными фрезами. Удельная площадь поверхности является ключевым параметром, влияющим на адгезионные свойства, уплотняемость и долговечность вторичных асфальтобетонных смесей. Материалы и методы. В работе представлен способ определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов. Способ основан на трехмерном сканировании с последующим построением облака точек. По полученным полигональным моделям отдельных частиц вычисляется площадь и объем. Результаты. В результате получены значения площади поверхности и объема частиц каменного материала, предварительно разделенного по крупности частиц на фракции путем просеивания материала через сита с изменяемыми размерами сечений. Предложен метод определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, позволяющий увеличить точность. Обсуждение и заключение. Метод определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, описанный в данной работе, может быть использован не только в дорожной и строительной отрасли, но и в металлургической, химической, горнодобывающей промышленности. Ключевым результатом работы является то, что метод можно применять для определения, например, битумоемкости или расхода битумной эмульсии при приготовлении асфальтогранулобетона и грунтоцементных смесей в процессе рециклинга. Дополнительно метод позволит произвести оценку затраченной энергии как в процессе фрезерования, так и в процессе измельчения других твердых материалов.