Антиплагиат (1226314), страница 7
Текст из файла (страница 7)
составляет 5 – 10 % от полезной мощности . Распределениеполезной мощности между механизмами заглубления, вибраций и обжатия зависит от режимов виброуплотнения и можнопредставить, кВт:, (10), (11)где - составляющие полезной мощности на заглубление подбоек, затрачиваемые механизмом вибраций и механизмомзаглубления (внедрения), кВт;- составляющие полезной мощности на виброобжатие балласта, затрачиваемые механизмом вибрации и механизмомобжатия, кВт.Для определения составляющих мощности необходимо знать измененияреакций балласта (усилий), приложенных клопаткам подбоек, в функции используемого показателя уплотнения и перемещения лопаток во время обжатия.2.4.[6]Взаимодействие лопаток подбоек и уплотняемого балластного слоя.Кинематический и силовой анализ взаимодействия поступательно движ ущ ейся вибрирующ ей лопатки подбойки с массойбалласта в слое рассматривается на модели горизонтального вибрац ионного воздействие подбойки 1 с объемом балласта 3 подшпалой 2 (рис.
17). Угловая частота колебаний подбойки ω , рад/с, амплитуда A, м, а скорость подачи Vп, м/с.Рисунок 17 - Модели горизонтального вибрац ионного воздействие подбойки на балласт.При рассмотрении стац ионарного проц есса взаимодействия подбойки с балластом начало отсчета времени мож но принять вмомент начала нового колебательного ц икла. Тогда начальная фаза колебаний принимает нулевое значение. С э тим моментомвремени свяж ем локальные системы координат 0St и 0Vt (рис.
18, а, б).Рисунок 18 – График взаимодействия лопаток подбоек с балластом.На рис. 18 левее точки начала координат 0 показаны части графиков, соответствующ ие предыдущ ему ц иклу, а правее –текущ ему ц иклу. При отрывном реж име работы часть периода колебаний T лопатки находятся в контакте с балластом – с точки 1графика до точки 2. Подбойка движ ется к шпале, производя обж им балласта.
Пройдя точку максимальногоотклонения,подбойка начинает движ ение от шпалы, и в точке 2 ее скорость выравнивается со скоростью отдачи балласта Vб. В дальнейшемдвиж ении она отрывается от балласта. На участке 2-4 подбойка сначала движ ется от шпалы, а затем, пройдя точку 3максимального отклонения, начинает движ ение к шпале. В точке 4, полож ение которой отраж ено на графике, подбойкавстречается с балластом. Происходит удар лопатки о балласт, аналогичный удару в точке 1 предыдущ его ц икла.Движ ение подбойки является результатом налож ения ее колебательного и поступательного движ ений, условно показано в видеграфика 1–2–3–4 (см. рис. 18, а). Уравнение лопатки подбойки в показанной локальной системе координат в абсолютномдвиж ении /4/:, (12)Скорость движ ения лопатки подбойки, как производная по времени t от перемещ ения Sлп:, (13)На участке 1–2 лопатка находится в контакте с балластом и производит его обж им.
На э том участке совершается работа поуплотнению балласта, причем часть работы выполняет механизм привода вибрац ий, а часть работы механизм подачи. В точке 2происходит отрыв лопатки от балласта, после чего она совершает возвратное движ ение, а балласт под действием сил упругостисмещ ается.Уравнение смещ ения балласта:, (14)где S2 – отклонение лопатки с балластом от начального полож ения в точке отрыва 2, м;Vб – скорость отдачи балласта, м/с (Vб = 0,13 – 0,14 м/с);t2 – время от начала ц икла до момента отрыва, с.Период колебаний T (T = 2π/ω ), с, складывается из времени контакта tк лопатки с балластом и времени ее отрыва tо от балластаhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055778&repNumb=111/2416.06.2015Антиплагиат(T = tк + tо).
В точке 4 полож ения лопатки (точка 4б и точка 4п, принадлеж ащ ие балласту и подбойке совпадают) наблюдаетсяудар по балласту (см. рис. 18, а). При ударе происходят интенсивные смещ ения частиц балласта и его уплотнение, поэ томусначала определим tк и tо.Момент времени отрыва лопатки подбойки от балласта:, (15)Момент времени t4 удара лопатки подбойки и уплотнения балласта определится из трансц ендентного уравнения:, (16)Это уравнение легко решается методом итерац ий.
При итерац ионных вычислениях последовательно наращ ивается значение t4по формуле t4=t2+Δt (Δt – сколь угодно малый интервал наращ ивания времени, с). Итерац ии прекращ аются, если левая частьуравнения станет ≤ 0.Время отрыва и время контакта лопатки подбойки и балласта составляет:Скорость удара лопаткиподбойки о балласт, м/с (см. рис. 18, б):, (17)Для анализа силовых и э нергетических соотношений проц есса уплотнения балласта необходимо определить смещ ение лопаткиподбойки Sк вместе с балластом, м:, (18)где Smax – максимальное смещ ение лопатки с балластом относительно исходного расчетного полож ения (точка 0), м;Sп – величина подачи лопатки за ц икл колебаний, м;S4 – смещ ение лопатки относительно исходного полож ения в момент удара, м.Максимальному смещ ению лопатки подбойки Smax соответствует его нулевая скорость, поэ тому:, (19)где tmax – время от начала ц икла до достиж ения лопаткой максимального отклонения, с.Время, соответствующ ее максимальному отклонению лопатки, с:, (20)Величина подачи лопатки за ц икл колебаний, м:Момент времени (точка 3), соответствующ ий минимуму траектории лопатки, с:, (21)Смещ ение Smin определится из подстановки tmin в (12).
Моменту времени tmin соответствует максимум отрыва лопатки подбойкиот балласта.С учетом (14) максимальный отрыв лопатки от балласта:, (22)На графике (см. рис. 18, а) величина Smin принимает отриц ательное значение.Таким образом, взаимодействие рабочегооргана с балластом характеризуется полностью пятью параметрами /5/, /6/: Sк –обж им (подача) балласта за каж дый ц икл колебаний, м; Sо – максимальный отрыв лопатки подбойки от балласта за ц иклколебаний, м; tо – время отрыва лопатки от балласта за ц икл колебаний, с; tк время контакта лопатки с балластом за ц иклколебаний, с; Vу – скорость удара в момент встречи рабочей лопатки с балластом, м/с.Эффективность виброуплотнения щ ебеночного балласта обеспечивается, если параметры взаимодействия и их соотношениясоставляют:, (22)2.5.
Расчет э ффекта уплотнения балласта подбивочным блоком.Требуемый 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. рис. 17).Вначале определим относительную осадку уплотнения Еу объема балластного слоя под шпалой после однократного обж има.Пусть начальное состояние слоя характеризуется относительной осадкой уплотнения Ен.
Отсутствует локализац ия зонуплотнения. Обж им объема балласта в слое толщ иной hсл, м, производится из полож ения лопаток, характеризуемогомаксимальным раскрытиемSmax, м, в полож ение минимального раскрытия Smin, м (рис. 19).Рисунок 19 – Схема уплотнения балласта подбойками.Подбивка (уплотнение балластного слоя в зонах под шпалами) производится с технологической выправочной подъемкой hпод, м.Начальный объем уплотняемой зоны, м3:, (23)где Vосн – основной объем балласта под шпалой, подлеж ащ ий уплотнению на длине (Lш – e)/2, м;Lш – длина шпалы, м (для ж елезобетонной шпалы Lш = 2,7 м, а для деревянной шпалы Lш = 2,75 м), е – ширина не уплотняемойзоны в середине шпалы, м;Vдоп – дополнительный объем балласта, м3, подаваемый подбойками в зону уплотнения при вибрац ионном обж име с учетом углапередачи давления αп, град.Основной и дополнительный объемы:(24)(25)где ψ = (0,9 – 1,0) – коэ ффиц иент притока (выдавливания) балласта при виброобж име;кдоп = (1,2 – 1,3) – коэффициент, учитывающий дополнительную подачу балласта подбойкой за счет угла[6]αп передачи давления (для путевого щ ебня, подвергаемого вибрац ионному воздействию αп = (15 – 20)º;Jпод – число одновременно работающ их в рассматриваемой зоне подбоек;dп – начальный обж им балласта, равный толщ ине подбойки, м;кп – коэ ффиц иент приведения площ ади лопатки, кп = (a+d)(b+d)/(ab); Fр – рабочая площ адь лопатки, Fр = ab.Объем уплотненной зоны (ядра уплотнения), м3, характеризуемый искомой относительной осадкой уплотнения Еу, с учетомтехнологической подъемки hпод:(26)В модели фактически принимается в расчет одна и та ж е масса балластного материала, занимающ ая объем до уплотнения Vн, апосле уплотнения объем Vу, поэ тому результаты расчета по (23) и (26).Далее рассмотрим относительную осадку уплотнения Еу 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 подъемке пути образующ иеся пустоты заполняются обсыпающ имся изшпальных ящ иков балластом. При повторном обж име образовавшиеся новые дополнительные объемы балласта долж ны заполнятьядро уплотнения.Без разрушения сформированноев первом ц икле ядро уплотнения мож ет пополняться новыми объемами балласта только вhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055778&repNumb=112/2416.06.2015Антиплагиатслучае, 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 слоя полож ена гипотеза, что происходит разрушениеядра уплотнения, сформированного после первого ц икла и формирование нового ядра из двух объемов, характеризуемых разнойстепенью уплотнения. Кинематика движ ения лопаток подбоек и балластного слоя при втором обж име идентична кинематикепервого обж има, поэ тому используем аналогичную расчетную схему (см.
рис. 19).При многократном обж име необходимо особое внимание обращ ать на наличие в балластной призме достаточного для получениятребуемой степени уплотнения количества балластного материала. При недостатке материала в технологии работ долж на бытьпредусмотрена дополнительная дозировка балласта и несколько проходов выправочно-подбивочной машины.2.6. Расчет э нергетических характеристик приводов подбивочногоблока.При обж име балласта лопатка подбойки захватывает частиц ы по периметру, поэ тому учитывается ее площ адь и дополнительнаяплощ адь, образуемая частиц ами по периметру. Значение максимального усилия обж има балласта, кН:(27)где a, b – ширина и высота лопатки, м;d – средний диаметр частиц балласта, м (d = 0,04 м);кп – коэ ффиц иент приведения площ ади лопатки, кп = (a+d)(b+d)/(ab);Fр – рабочая площ адь лопатки, Fр = ab.Максимальное усилие обж има достигается в точке максимума смещ ения о4 лопатки (см.
рис. 18, 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 Sк определяется по формуле (18) и обусловливается смещ ением, связанным с механизмом подачиSкп и механизмом вибрац ии Sкв , м:, (28)При обж име балласта лопаткой подбойки в каж дом ц икле возрастает степень уплотнения. В начальном состоянии степеньуплотнения характеризуется коэ ффиц иентом пористости ен, а после подачи подбойки на величину рабочего хода Sппуплотненное состояние балласта соответствует коэ ффиц иенту пористости еу.Рисунок 20 – Работа уплотнения, совершаемаяподбойкой.Поэ тому в момент касания подбойки и балласта в первом ц икле и завершения последнего обж има реактивные усилия балласта(рис. 20):(29)где qн, qу – опытные коэ ффиц иенты для состояний балласта до и после уплотнения.Работа в каж дом ц икле отраж ается площ адями заштрихованных фигур, а общ ая произведенная работа уплотнения получается врезультате их суммирования:(30)где - работа уплотнения в ц икле, кДж ;ку – коэ ффиц иент, учитывающ ий динамические явления при обж име балласта и нелинейность нарастания реакц ии балласта приего обж име, ку = 0,8 – 1,0;кбз – коэ ффиц иент, учитывающ ий трение боковых поверхностей лопатки и затекание балласта сзади лопатки при обж име, кбз –1,2 – 1,5;Средняя мощ ность, развиваемая приводом вибрац ий и подачи подбойки за время ее сведения, кВт:(31)Мощ ности, развиваемые механизмом вибрац ий и механизмом подачи, кВт:(32)Методы и организация работ по подъемке и подбивке пути сильно изменились в процессе развитияподъемно-подбивочных машин и механизмов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
