Антиплагиат (1221755), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Вместес тем происходятпассивныесмещ ения частицподдействием весаираспространяемых ударных волн в балласте при отрывной работе указанной поверхности. Результат такого силовоговоздействия выраж ается в диффузии степени уплотнения и «размывании» границ ядра.Таким образом, проц есс уплотнения балласта вибрирующ ей поверхностью является комплексным ик настоящ ему времениизученным ещ е недостаточно.
При проектировании уплотнительных рабочих органов путевых машин необходимо производитьоц енку факторов силового взаимодействия уплотняющ их поверхностей и балластного слоя. В модели силового взаимодействияиспользуются э мпирические зависимости и поправочные коэ ффиц иенты. Обычно рассматриваются участвующ ие в проц ессеобъемы балласта до уплотнения и после, которые имеют границ ы. Границ ы составляют э лементы рабочего органа, РШР,ниж нее строение пути, прилегающ ие слои балласта или воздух. В последнем случае смещ ения балласта при силовомвоздействии не ограничиваются. Считается, что уплотненный объем балласта имеет равномерное распределение показателейуплотнения и мож ет граничить с неуплотненными зонами.При внедрении уплотняющ ей поверхности в балластный слой на нее воздействуют реактивные силы сопротивления среды,которыеопределеннымобразомраспределеныпоуплотнительнойповерхности.Еслиповерхностьперемещ аетсяпоступательно, то давление принимается равномерно-распределенным по ней (см.
рисунок 3.1). В случае, если поверхностьдвиж ется поступательно с наклоном под углом атаки (см. рисунок 3.3), по ее длине реакц ия балласта распределяетсяопределенным образом: в передней части она меньше, а в задней - больше.При обж име балласта лопатка подбойки захватывает частиц ы по периметру, поэ ��ому учитывается ее площ адь идополнительная площ адь, образуемая частиц ами по периметру.Максимальное усилие обж има достигается в точке максимума смещ ения лопатки (см. рисунок 3.2, а). Работа по уплотнениюбалласта совершается на участке обж има от точки 1, соответствующ ей удару о балласт в предшествующ ем ц икле, до точкимаксимума. Общ ее смещ ение и обусловливается смещ ением, связанным с механизмом подачи и механизмом вибрац ии ,м.При обж име балласта лопаткой подбойки в каж дом ц икле возрастает степень уплотнения.
В начальном состоянии степеньуплотнения характеризуется коэ ффиц иентом пористости , а после подачи подбойки на величину рабочего хода уплотненноесостояние балласта соответствует коэ ффиц иенту пористости. Поэ тому в момент касания подбойки и балласта в первом ц иклеи завершения последнего обж има э то и будет реактивное усилие балласта (рисунок 3.9).Работа в каж дом ц икле отраж ается площ адями заштрихованных фигур , а общ ая произведенная работа уплотненияполучается в результате их суммирования.- реактивноеусилие балласта в первом и последнем ц икле обж има, кН; - работа уплотнения в первом и последующ их ц иклахобж атия, кДж ; - перемещ ение подбойки за время контакта, отрыва, ц икла, м; - величина рабочего хода подбойки, м; амплитуда, м, и угловая частота колебаний подбойки, рад/с; - скорость подачи подбойки, м/с.Рисунок 3.9 Работа уплотнения, совершаемая подбойкой при обж име балластаРассмотрим силовые и э нергетические характеристики взаимодействия с балластом вибрирующ его клина, располож енного подуглом атаки к направлению поступательного движ ения (см.
рисунок 3.3, 3.4). В момент контакта клина с балластом происходитего обж им с одновременным скольж ением поверхности клина по балласту. В результате в некоторой точке на клин действуетнормальное давление , кПа, и касательное напряж ение которое вызвано силами трения (рисунок 3.10)Рабочаяповерхностьклинапроизводитобж имбалластавнаправлении,противополож номнаправлениюдействияреактивного давления (балласт обж имается не только в направлении, поперечном оси пути, но и вдоль пути).Рисунок 3.10 Реактивные составляющ ие давления балласта на поверхностьклина виброплиты в точкеПолезная работа, затрачиваемая науплотнение балластного слоя, совершается как виброприводом, так и тяговым средством(тепловозом для машин ВПО).
Кроме того, трение в контакте клина и балласта способствует частичной разгрузкевибропривода и дополнительной нагрузке тягового привода. Проявляет себя э ффект, аналогичный «э ффекту нож а»,реж ущ его материал при поступательном движ ении. Трение в контакте приводит к тому, что вибропривод мож ет совершитьменьшую работу, а тяговое средство - большую.В отличие от лопатки подбойки (см.
рисунок 3.1), реактивное давление на поверхность клина не только изменяется в проц ессеобж има, но и распределено по длине клина неравномерно. В начале клина 1 оно меньше, так как меньше степень уплотнениябалласта, и возрастает к конц у клина 2 (рисунок 3.11).- активные давления на виброплиту в первом и последнем ц икле обж има, кПа; - активные давления на тяговый привод вhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055852&repNumb=112/2316.06.2015Антиплагиатпервом и последнем ц икле обж има, кПа; - длина уплотнительного клина, м; - угол атаки уплотнительного клина к оси пути,град.Рисунок 3.11 Распределение вибрац ионных и тяговых усилий воздействия на балласт в течение одного ц икла колебаний и подлине клина виброплитыРабота по уплотнению балласта совершаетсяна участке контакта клина и балласта 1 - 2, (см.
рисунок 3.4). Силы,спроектированные на ось , обусловлены работой привода вибрац ий, а на ось - работой тягового привода. В каж домпоследующ ем ц икле колебаний совершаемая работа не изменяется, поэ тому для определения мощ ности на обж им балластадостаточно проанализировать один ц икл.В момент касания балласта клином на него начинают действовать реакц ии, которые он преодолевает, развиваясоответствующ ие активные давления, кПа, отраж енные э пюрами для вибропривода и для тягового привода. После обж имабалласта в одном ц икле возрастает его степень уплотнения, соответственно, возросшие активные давления отраж еныэ пюрами для вибропривода и для тягового привода.Рассмотренные модели позволяют на основе кинематического анализа взаимодействия вибрирующ ей уплотнительнойповерхности с учетом свойств уплотняемого балласта находить силовые и э нергетические параметры уплотнительных рабочихорганов, необходимые при их проектировании.3.2 Уплотнение балластного основания ж елезнодорож ного пути рабочими органами ц иклического и непрерывного действияСиловые и э нергетические характеристики уплотнительного рабочего органа в системе «рабочийорган - балластный слой»определяются кинематикой взаимодействия уплотнительной поверхности и объема балласта.
Механические свойства объемауплотняемого балласта характеризуются его размерами, а такж е локализац ией зон внутри объема с разной степеньюуплотнения. В результатесиловоговибрац ионноговоздействия уплотнительногорабочегоорганаили нагрузки отдвиж ущ егося поезда происходит изменение степени уплотнения и характера локализац ии указанных зон вследствиеизменения их объемов и перераспределения балластного материала. Модель изменения относительной осадки уплотнения привибрац ионном обж име подразумевает определение объемов и их локализац ии до и после такого воздействия.3.2.1 Уплотнение балластного основания рабочими органами ц иклического действияТребуемый результат уплотнения балластного слоя в зоне под шпалами достигается, в зависимости от ряда факторов, либо приоднократном, либо при многократном виброобж име балласта лопатками подбоек подбивочного блока (см. рисунок 3.1).Вначале определим относительную осадку уплотнения объема балластного слоя под шпалой после однократного обж има.Пусть начальное состояние слоя характеризуется относительной осадкойуплотнения .
Отсутствует локализац ия зонуплотнения. Обж им объема балласта в слое толщ иной , м, производится из полож ения лопаток, характеризуемогомаксимальным раскрытием , м, в полож ение минимального раскрытия , м (рисунок 3.12). Подбивка (уплотнение балластногослоя в зонах под шпалами) производится с технологической выправочной подъемкой , м.Шалее рассмотрим относительную осадку уплотнения щ ебеночного балласта в ядре уплотнения под шпалой последвукратного виброобж има балласта подбойками. После первого обж има подбивочный блок приподнимается, лопатки подбоеквыходят из балласта. Под действием вибрац ий при подъеме блока образующ иеся пустоты заполняются обсыпающ имся изшпальных ящ иков балластом.
При повторном обж име образовавшиеся новые дополнительные объемы балласта долж нызаполнять ядро уплотнения.- длина, ширина и высота шпалы, м; - ширина неуплотняемой зоны балластной призмы по оси пути, м; - максимальная иминимальная величины раскрытия подбоек при уплотнении, м; - высота балластного слоя и выправочная подъемка, м; - ширинаи длина лопатки подбойки, м; - угол передачи давления, град; - амплитуда, м, и угловая частота колебаний подбойки, рад/с; скорость подачиподбойки, м/сРисунок 3.12 Схема уплотнения балластного слоя подбойкамиСформированное в первом ц икле ядро уплотнения без разрушения мож ет пополняться новыми объемами балласта только вслучае, если его степень уплотнения ниж е, чем формируемая в дополнительных объемах.
В э том случае мож ет происходитьвыравнивание (диффузия) степени уплотнения в ядре. Повторное уплотнение ядра не требуется при достиж ении степениуплотнения ядра, близкой к предельной. В основу модели проц есса повторного вибрац ионного обж има балластного слояполож ена гипотеза, что при э том происходит разрушение ядра уплотнения, сформированного после первого ц икла, иформирование нового ядра из двух объемов, характеризуемых разной степенью уплотнения. Кинематика движ ения лопатокподбоек и балластного слоя при втором обж име идентична кинематике первого обж има. При многократном обж именеобходимо особое внимание обращ ать на наличие в балластной призме достаточного для получения требуемой степениуплотнения количества балластного материала.
При недостатке материала в технологии работ долж на быть предусмотренадополнительная дозировка балласта и несколько проходов выправочно-подбивочной машины.3.2.2 Уплотнение балластногооснования рабочими органами непрерывного действияУплотнительные рабочие органы машин непрерывного действия[52]описываются моделями вибрирующ его клина, движ ущ егося поступательно и наклоненного под углом атаки к направлениюдвиж ения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
