УДК 625.73

Главацький К.Ц., Посмітюха О.П., Середа О.В.

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту

імені академіка В. Лазаряна

ФІЗИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТОВОГО ПОЛОТНА ЗАЛІЗНИЦЬ РЕБРИСТИМИ КОТКАМИ З КОМБІНОВАНИМ РОЗМІЩЕННЯМ РОБОЧИХ ПОВЕРХОНЬ

Процес дослідження і розробки нових видів машин, їх робочого обладнання і робочих органів (РО) значно прискорюється у разі ефективного використання при цьому дослідницького обладнання для визначення структури та основних параметрів їх складових елементів, зокрема тих, що визначають область їх раціонального застосування.

При експериментально-теоретичному підході до вивчення складних процесів взаємодії робочих органів котків зі комбінованою поверхнею кочення, що складається з циліндричних, конічних і інших криволінійних елементів прискорюється вихід на початкові математичні моделі, які встановлюють взаємозв’язок між параметрами РО.

Авторами запропонована масштабна конструкція нового стендового устаткування з вібраційною системою (ВС) для дослідження процесів взаємодії робочого обладнання і РО машин для земляних робіт з ґрунтом, сформованого за модульним принципом.

Розроблені також комплекти змінних РО, які представляють собою набірні котки з незалежним обертанням складових їх дисків на спільній осі.

При цьому передбачено два варіанти їх руху: вільне кочення за рахунок тертя робочої поверхні дисків по грунту і примусове сумісне кочення дисків шляхом жорсткого з’єднання їх з віссю, на якій вони встановлені і приводу останньої.

Набірні диски виконані з різними геометричними розмірами (діаметрами, шириною, кутом нахилу робочої поверхні до горизонталі і змінною її кривизною).

Особливістю отримуваних варіантів фізичних моделей є створення ними умов блокування грунту від поперечного розсування з-під РО під час руху котка.

Однією з необхідних для вирішення задач є ущільнення зони між бічними поверхнями дисків від потрапляння грунту, оскільки при вільному коченні диски різних діаметрів обертатимуться незалежно з різними кутовими швидкостями.

У випадку примусового сумісного кочення дисків частина грунту буде ущільнюватися у напрямку руху котка, що буде збільшувати час виходу з грунту газоподібної і рідинної фаз, і тим самим сприятиме більш ефективному ущільненню грунту, оскільки при неврахуванні зазначених обставин можливе розущільнення грунту гідро- і пневморуйнуванням його зсередини.

Вимірювання енергоємності процесу ущільнення грунту ребристими котками ґрунтується на визначенні об’єму деформації і щільності грунту, сили протягування котка, кількості проходів і швидкості руху котка та витраченої потужності.

Найближчим напрямком досліджень є встановлення зон поширення напружень і деформацій у масиві грунту з метою оцінки раціональності застосування певних профілів робочих поверхонь дисків і їх взаємного поєднання у збірній фізичній моделі для створення технологічно заданої зони ущільнення у масиві грунту.

Доцільно також оптимізувати отримані результати стосовно конкретних умов застосування РО для влаштування різноманітних ущільнених ґрунтових профілів.