Компенсирующий комбинированный рабочий орган дорожного катка

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Проблемой при использовании для уплотнения дорожно-строительных материалов вибрационных машин является то, что в процессе вибрирования энергия вибрационного вальца затрачивается на полезную работу уплотнения только в том полупериоде колебаний, когда вибровалец движется вниз. Во второй половине периода колеблющийся вибровалец движется вверх и не производит полезной работы уплотнения на материал. Таким образом, более половины энергии, затрачиваемой на возбуждение вибрации, тратится вхолостую, что повышает энергозатраты и снижает долю полезной работы вибрационной машины.

Цель — повышение эффективности использования энергии вибровозбудителя на полезную работу.

Методы. С точки зрения увеличения доли энергии, затрачиваемой катком на работу по уплотнению материала, необходимо уменьшение «холостой» составляющей части работы по движению вибровальца вверх. Этот принцип реализован в следующей конструкции: вибрационный каток содержит раму и рабочий орган, состоящий из двух вальцов основного вибрационного и дополнительного компенсирующего вальца, шарнирно связанных между собой при помощи двуплечего рычага через опорно-поворотное устройство. В процессе уплотнения на том полупериоде колебаний, в течение которого движение вибрационного вальца происходит вверх, посредством двуплечего рычага через опорно-поворотный узел, усилие передаётся компенсирующему вальцу, который движется вниз и осуществляет полезное воздействие на уплотняемый материал и компенсирует часть потерянной энергии основного вибровальца.

Результаты. Построена схема для моделирования воздействия на опорную поверхность. С учётом построенной схемы определены рациональные массогабаритные характеристики оригинального компенсирующего комбинированного рабочего органа дорожного катка.

Заключение. По результатам проведённого в работе динамического анализа были определены особенности конструкции оригинального рабочего органа дорожной машины, позволяющие выявить его рациональные массогабаритные характеристики. Полученные результаты позволяют в первом приближении рассмотреть конструктивные параметры для создания и производства отечественной высокопроизводительной дорожной техники для устройства автодорог и других транспортных объектов.

Об авторах

Сергей Валерьевич Савельев

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

Email: saveliev_sergval@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4034-2457
SPIN-код: 4135-8370

д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры «Эксплуатация нефтегазовой и строительной техники»

Россия, Омск

Виталий Викторович Михеев

Омский государственный технический университет (ОмГТУ)

Email: vvm125@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8881-5404
SPIN-код: 2272-6944

д-р техн. наук, наук, доцент, профессор кафедры «Комплексная защита информации»

Россия, Омск

Илья Константинович Потеряев

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: poteryaev_ik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4350-2495
SPIN-код: 3684-9850

канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Эксплуатация нефтегазовой и строительной техники»

Россия, Омск

Список литературы

  1. Mikheev VV. Development of the theory of designing road rollers for energy-efficient soil compaction : specialty 05.05.04 “Road, construction and lifting-and-transport machines”: dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences / Mikheev Vitaly Viktorovich; 2022. 386 p. (In Russ.) EDN: NETROC
  2. Saveliev SV, Permyakov VB, Mikheev VV, Poteryaev IK. Innovative compaction equipment and recommendations for its use for resource-saving technologies in road construction. Siberian State Automobile and Highway University (SibADI); 2019. 193 p. ISBN 978-5-00113-124-3. (In Russ.) EDN: TBDDLU
  3. Kustarev GV, Pavlov SA, Zhartsov PE. Analysis of factors affecting the quality of the compaction process. Mechanization of construction. 2013(4(826)):6–10. (In Russ.) EDN: PYUWDZ
  4. Nosov SV. Mathematical modeling of the process of compaction of road-building materials by a rigid drum of a road roller. Bulletin of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov. 2013(4):31–35. EDN: QCEJOT
  5. Emelianov AN, Babenko DB. On the issue of promising designs of road rollers for compaction of roadbed soils. Fundamental and applied research of young scientists: Collection of materials of the IV International scientific and practical conference of students, graduate students and young scientists, Omsk, February 06–07, 2020. Omsk: Siberian State Automobile and Highway University (SibADI). 2020:4–7. (In Russ.) EDN: QQMGXZ
  6. Tyuremnov IS. Analysis of technical characteristics of various types of shock-vibration soil compaction machines. Bulletin of the Siberian State Automobile and Highway University. 2023;20(6(94)):706–716. doi: 10.26518/2071-7296-2023-20-6-706-716 (In Russ.) EDN: IGOKXE
  7. Ivanova YuP. On the Issue of Soil Compaction Problems with Road Rollers // Fundamental and Applied Research of Young Scientists: Collection of Materials of the VI International Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists, Omsk, February 10–11, 2022. Omsk: Siberian State Automobile and Highway University (SibADI); 2022:12–15. (In Russ.) EDN: HQNNNK
  8. Kligunova ZA, Shishkin EA, Kligunov ES. Mathematical Modeling of the Stress-Strain State of Soil during Compaction with a Road Roller. Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. 2024(25):67–72. doi: 10.26160/2658-3305-2024-25-67-72 (In Russ.) EDN: SGRHRN
  9. Shishkin EA, Smolyakov AA. Modeling the interaction of a vibratory drum of a road roller with compacted soil. Transport, mining and construction engineering: science and production. 2024(26):60–67. doi: 10.26160/2658-3305-2024-26-60-67 (In Russ.) EDN: LAOAAY
  10. Patent No. 2572478 C1 Russian Federation, IPC E01C 19/28. Self-propelled vibratory roller: No. 2014130611/03: declared. 22.07.2014: publ. 10.01.2016. Mikheev VV, Saveliev SV, Permyakov VB.; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education “Omsk State Technical University”. (In Russ.) EDN: TPTLGI
  11. Landau LD, Lifshits EM. Theoretical Physics. Science; 1988. 216 p. (In Russ.)
  12. Timoshenko SP. Oscillations in Engineering. URSS, 2006. 439 p. ISBN 5-484-00599-X. (In Russ.) EDN: QMEVJH
  13. Balovnev VI. Modeling of Processes of Interaction with the Environment of Working Parts of Road Construction Machines: Textbook for Universities. Mechanical Engineering; 1994. 432 p. (In Russ.)
  14. Smith W, Peng H. Modeling of wheel–soil interaction over rough terrain using the discrete element method. Journal of Terramechanics. 2013;50(5–6):277–287. doi: 10.1016/j.jterra.2013.09.002 EDN: SSLIKT
  15. Pippard A, Matveyev AN. Physics of Oscillations. Higher school; 1985. 456 p. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Общий вид дорожного катка.

Скачать (350KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Опорно-поворотное устройство.

Скачать (177KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчётная схема: D1 — расстояние от центра масс основного (вибрационного) вальца до точки закрепления на раме катка; D2 — расстояние от центра масс компенсирующего вальца до точки закрепления на раме катка; z — вертикальное смещение рамы катка за счёт движения вальцов; z1 — вертикальное смещение основного (вибрационного) вальца; z2 — вертикальное смещение компенсирующего вальца; R1(z1) — сила реакции (сопротивления) активной области грунтовой среды, уплотняемой основным (вибрационным) вальцом; R2(z2) — сила реакции (сопротивления) активной области грунтовой среды, уплотняемой компенсирующим (статическим) вальцом; F(t) — периодическая вынуждающая сила, реализующая динамическое воздействие на грунт со стороны основного (вибрационного) вальца.

Скачать (138KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Смещения рамы катка zM, м за время воздействия периодической силы 0,5 с при: a: D1/D2 = 0,25; b: D1/D2 = 0,5; c: D1/D2 = 1.

Скачать (553KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».