Разработка стенда для исследования параметров дорожных фрез с виброприводом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
мм; PMIN - минимальное усилие, замеряемое отклонением луча шлейфа оiиллографа при максимальном усилии; kT.П- класс точности прибора, %; kT.П =3...5 %; n - показатель степени, зависящий от характера подобия объектов, определяется экспериментально из выражения ; n =2 - мерзлые грунты; n =3 - талые грунты; для предварительных расчетов п определяет методом последовательного приближения:, где; lg - основание десятичного логарифма.
Исследования, как правило, ограничивают моделями с масштабными коэффициентами il и 1,5 il.
1.5 Анализ рабочих свойств дорожных наледей
По территории РФ снег составляет в среднем 26-30 % годового количества осадков. Наиболее важными свойствами снега являются плотность сопротивление резанию, углы естественного откоса, внутреннего и внешнего трения, твердость, влажность, коэффициенты iепления и сопротивления перекатыванию колесного и гусеничного движителей.
Плотность является доминирующим фактором в процессах разработки снега вследствие того, что вес и сила инерции снега составляют наибольшую долю в общем балансе сил его сопротивления разработке. Плотность свежевыпавшего снега, который обычно убирают в процессе патрульной снегоочистки, существенно зависит от температуры воздуха (таблица 1.2).
Твердость характеризует сопротивление внедрению твердого тела - штампа, конуса и др. и измеряется отношением усилия внедрения к площади поверхности давления, МПа.
Сопротивление резанию характеризует интегральную силу противодействия при отделении его от массива широким плоским ножом и образовании сливной пластичной стружки или стружки, состоящей из элементов скола (сдвига) снега. Сопротивление резанию зависит от объемных сил трения и поверхностных сил iепления между собой фрагментов снега. Для стружки сдвига сопротивление резанию в общем виде описывается законом Кулона:
где ? - касательные напряжения в плоскости сдвига, МПа; ? -нормальные напряжения в плоскости сдвига, МПа; ? - угол внутреннего трения материала; с - структурное iепление фрагментов материала, МПа.
Таблица 1.2
Твёрдость, плотность и сопротивление резанию снега
Характер снежного покроваПлотность, кг/м3Твёрдость при температуре (-1) - (-20) 0С, МПаСопротивление резанию, МПаОчень рыхлый, свежевыпавший10-200,020,001Рыхлый, слабоуплотнённый, свежевыпавший обвалованный220-3000,2-0,60,005-0,01Уплотнённый, слежавшийся300-4000,3-1,50,1-0,025Старый слежавшийся480-5200,2-0,40,025-0,08Мелкозернистый лавинный, уплотнённый накат550-7000,4-30,1-0,5Снежно-ледяной накат700-950____1-2,5
Влажность снега характеризует относительное содержание: жидкой фазы и влияет на iепление, углы внешнего и внутреннего трения и адгезионные свойства снега, способность прилипания его к поверхностям рабочих органов снегоуборочных машин. В среднем относительная влажность снега составляет 10 - 12 %, для крупнозернистого снега при температурах, близких к 0, достигает 20 %, а для свежевыпавшего снега 40 - 45 %.
Угол ? внешнего трения снега характеризует отношение силы его трения о стальные элементы рабочих органов снегоуборочных машин к нормальным силами действующим на указанные поверхности. Эквивалентом угла ? является коэффициент внешнего трения f1 = tg ?. С увеличением плотности снега ?CH угол внешнего трения снижается вследствие увеличения площади контакта снежных кристаллов с поверхностью трения при более плотной их упаковке. С повышением температуры угол внешнего трения уменьшается до определенного предела, соответствующего температуре -4С, вследствие ослабления сил структурного iепления, а затем вновь начинает возрастать вследствие увеличения адгезии (прилипания и примерзания) к металлической поверхности.
Угол ? внутреннего трения характеризует отношение силы трения снега по снегу к нормальной силе, действующей на поверхность трения. Эквивалентом угла ? является коэффициент внутреннего трения f2 = tg ?. B отличие от многих других материалов, у которых углы ? и ? пропорциональны один другому, угол внутреннего трения ? снега увеличивается с ростом плотности вследствие повышения площади взаимного контакта кристаллов. Увеличение сил структурного iепления также является причиной роста угла ? с понижением температуры снега.
Таблица 1.3
Зависимость коэффициента внешнего трения снега от его плотности и температуры
Плотность, кг/м3Коэффициента внешнего трения tg ? при температуре, 0С(+2) - (-1)-4(-16) - (-30)80-1200,180,100,14150-2000,110,080,10250-3000,090,070,08350-4000,0750,050,064500,0560,040,054800,050,030,045200,040,0250,035500,030,0150,02
Таблица 1.4
Зависимость коэффициента внутреннего трения снега от его плотности и температуры
Плотность, кг/м3Коэффициента внешнего трения tg ? при температуре, 0С(+2) - 0(-1) - (-6)Ниже -101200,240,290,342000,30,330,363000,350,390,464000,40,440,55000,430,490,535600,450,50,57
Угол естественного откоса снега определяется его способностью к сползанию по наклонной плоскости под действием собственного веса. В лабораторных условиях угол естественного откоса определяют отсыпкой материала с некоторой высоты на горизонтальную плоскость; При этом искомый угол является углом наклона образующей отсыпанного конуса к горизонту. Угол естественного откоса зависит от угла внутреннего трения и iепления снега. Поэтому для наиболее вероятных условий разработки его можно принимать равным углу внутреннего трения ?.
Коэффициент f сопротивления перекатыванию колесного и гусен