Исследование динамики устройства для очистки дорожных покрытий от наледи

Козырев, Александр Николаевич Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа посвящена исследованию динамики устройства для очистки дорожных покрытий от наледи. В работе представлена классификация механических устройств для очистки дорожных покрытий от наледи. Разработана конструкция устройства для очистки дорожных покрытий от наледи. Предложена кинематическая и гидравлическая схема устройства. Представлена математическая модель описывающая динамику устройства.
В результате исследования предложены оптимальные режимы механической обработки дорожной наледи.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………………. 14
1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ………………….. 16
1.1 Обзор и классификация методов повышения коэффициента трения
шин с дорожным покрытием ………………………………………………………………. 17
1.2 Классификация и обзор механических устройств для очистки
дорожных покрытий от наледи……………………………………………………………. 20
Выводы по главе…………………………………………………………………………………. 35
3. РАСЧЕТЫ И АНАЛИТИКА ………………………………………………………… 37
3.1 Конструкторская часть…………………………………………………………………. 37
3.2 Расчет кинематических и динамических параметров ……………………. 40
3.2.1 Кинематический расчет …………………………………………………………… 40
3.2.2 Кинематическая связь с динамикой устройства ……………………….. 42
3.3 Расчетная схема устройства с учетом привода гидравлического …… 44
3.3.1 Блок-схема устройства ……………………………………………………………. 44
3.3.2 Структурная схема привода гидравлического ………………………….. 47
3.3.3 Расчетная схема устройства …………………………………………………….. 47
3.4 Разработка математической модели устройства ……………………………. 49
3.4.1 Расчет коэффициентов характеризующих жесткость льда ………. 52
3.4.2 Расчет коэффициентов, характеризующие ТС…………………………. 53
3.4.3 Расчет коэффициентов, характеризующие РВД ………………………. 54
3.5 Математическая модель устройства с приводом …………………………… 55
3.6 Теоретическое исследование математической модели ………………….. 58
3.6.1 Исследование коэффициента жесткости РВД………………………….. 58
3.6.2 Исследование влияния расхода гидронасоса на частоту
возбуждения вибратора колебаний ………………………………………………….. 58
3.6.3 Исследование режимов работы устройства ХХ и под нагрузкой. 59
3.7 Экспериментальное исследование………………………………………………… 61
3.7.1 Проведение эксперимента ………………………………………………………. 64
3.7.2 Подготовка эксперимента для апробации математической
модели………………………………………………………………………65
Выводы по главе …………………………………………………………………………….. 66
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ……………… 68
4.1 Влияние коэффициента жесткости РВД на перемещение КК ………… 68
4.2 Влияние расхода гидронасоса на частоту вибратора колебаний ……. 69
4.3 Характеристика работы устройства при различных режимах………… 70
4.3.1 Характеристика резонансного режима работы устройства на ХХ70
4.3.2 Характеристика резонансного режима работы устройства под
нагрузкой………………………………………………………………………………………… 72
4.4 Апробация математической модели ……………………………………………… 75
Выводы по главе…………………………………………………………………………………. 78
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………… 80
5.1 Общие сведения о научно-техническом исследовании………………….. 80
5.2 Предпроектный анализ ………………………………………………………………… 80
5.2.1 Потенциальные потребители. …………………………………………………. 81
5.2.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………….. 82
5.2.3 SWOT-анализ …………………………………………………………………………. 82
5.3 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований ……………………………………………………………………………………… 84
5.4 Планирование научно-исследовательских работ …………………………… 85
5.4.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………….. 85
5.4.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………….. 86
5.4.3 Расчет материальных затрат НТИ …………………………………………… 89
5.4.4 Основная заработная плата исполнителей ………………………………. 90
5.4.5 Дополнительная заработная плата исполнителей темы……………. 92
5.4.6 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………….. 92
5.4.7 Оплата работ, выполняемых сторонними организациями и
предприятиями ……………………………………………………………………………….. 93
5.4.8 Накладные расходы ……………………………………………………………….. 94
5.4.9 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта …………………………………………………………………………………………… 94
5.5 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ……………………………………… 95
5.6 Выводы по главе ………………………………………………………………………….. 97
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………… 98
6.1 Производственная безопасность …………………………………………………… 98
6.1.1 Анализ вредных факторов при эксплуатации объекта
исследования……………………………………………………………….98
6.1.2 Анализ выявленных вредных факторов…………………………………… 99
6.1.3 Анализ выявленных опасных факторов при эксплуатации
устройства …………………………………………………………………………………….. 105
6.2 Экологическая безопасность ………………………………………………………. 107
6.2.1 Анализ воздействия объекта на атмосферу ……………………………. 107
6.2.2 Анализ воздействия объекта на литосферу ……………………………. 108
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………. 108
6.3.1 Анализ возможных ЧС, которые может инициировать объект
исследования ………………………………………………………………………………… 108
6.3.2 Анализ наиболее типичной ЧС ……………………………………………… 108
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………. 113
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ …………………………………………………………………….. 119
ПРИЛОЖЕНИЕ А ………………………………………………………………………………….. 122
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ………………………………………………………………………………….. 143
ПРИЛОЖЕНИЕ В ………………………………………………………………………………….. 146
ПРИЛОЖЕНИЕ Г ………………………………………………………………………………….. 147
ПРИЛОЖЕНИЕ Д ………………………………………………………………………………….. 151
ПРИЛОЖЕНИЕ Е ………………………………………………………………………………….. 157

Актуальность темы исследования.
В Томской области только за один месяц, январь, происходит более 50
ДТП (по данным с 2015 по 2018 год) [1]. Одна из основных причин ДТП в
зимний период времени – неудовлетворительное качество дорожного покрытия.
При этом значительная часть ДТП происходит из-за низкого коэффициента
сцепления дорожного покрытия с колесами автомобилей, то есть из-за
скользкости.
В настоящее время известно несколько способов борьбы с зимней
скользкостью дорожных покрытий, наиболее распространённые можно
разделить на две группы: механический способ очистки дорожных покрытий и
способ с использованием ПГМ.
Способ с использованием ПГМ является самым распространённым не
только по Томской области, но и по стране в целом. Однако он не экологичен и
не эффективен при температуре ниже минус 25 0С.
Механический способ очистки дорожных покрытий от наледи является
экологичным и эффективным при температуре ниже минус 25 0С.
В связи с вышеперечисленными факторами, разработка и исследование
устройств для очистки дорожных покрытий от наледи является актуальной
темой. Исследование динамики направленно на снижение величины
динамических воздействий на ТС, осуществляющее механообработку, (вместе с
оператором) путем достижения оптимальных параметров работы устройства.
Проблема: недостаточная очистка дорожного покрытия от наледи в
зимний период времени при достаточно низких температурах воздуха особенно
на крутых спусках.
Объект исследования: устройство для очистки дорожных покрытий от
наледи.
Предмет исследования: закономерности процесса работы устройства
для очистки дорожных покрытий от наледи.
Цель: исследование динамических процессов в устройстве для очистки
дорожных покрытий от наледи.
Задачи исследования:
1. Разработать классификацию механических устройств для очистки
дорожных покрытий от наледи.
2. Разработать конструкцию и расчетную схему устройства.
3. Разработать математическую модель устройства.
4. Провести физический эксперимент.
5. Выявить основные закономерности процесса работы устройства.
Научная новизна работы заключается в разработке математической
модели устройства.
Научные положения:
1. Дополнена классификация методов повышения коэффициента
трения автомобильных колес с дорожным покрытием.
2. Разработана классификация механических устройств для очистки
дорожных покрытий от наледи.
Практическая значимость ВКР:
 Разработана конструкция устройства.
 Разработана расчетная схема устройства.
 Разработана имитационная модель устройства.
Реализация и апробация работы. Результаты теоретических и
экспериментальных диссертационных исследований реализованы при
разработке лабораторного стенда, имитирующий работу устройства для
очистки дорожных покрытий от наледи.
Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на:
XXIX Международной инновационно-ориентированной конференции молодых
учёных и студентов «Машиноведение и инновации. Конференция молодых
учёных и студентов (МИКМУС)», в Институте машиноведения им. А.А.
Благонравова РАН, г. Москва, 2017 год.
1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы был
выполнен информационно-аналитический обзор методов и устройств
применяемых для очистки дорожных покрытий от наледи. Рассмотрены и
изучены различные технические решения, на которых будет основываться
новая разработка автора, приведены их достоинства и недостатки. На основе
анализа механических устройств для очистки дорожных покрытий от наледи,
автором разработана их классификация.
Выделено перспективное направление для дальнейшего изучения
комбинированных и ударно-вибрационных устройств, так как они обладают
малой энергозатратностью и хорошей эффективностью процесса скалывания
наледи с дорожного покрытия.
На основе анализа механических устройств для очистки дорожной
наледи предложена конструкция, а также разработана принципиальная схема и
блок-схема устройства для очистки дорожных покрытий от наледи. В
соответствии с блок-схемой составлена расчетная схема и математическая
модель динамического взаимодействия КК и ТС. В соответствии с
принципиальной схемой, блок-схемой а также расчетной схемы разработана
комплексная структурная схема с учетом гидравлического привода. Получено
решение математической модели.
Проведено теоретическое исследование работы устройства при
различных режимах на ХХ и под нагрузкой.
Модернизирован и доработан лабораторный стенд имитирующий
устройство для очистки дорожных покрытий от наледи. Проведен реальный
эксперимент на лабораторном стенде при резонансном режиме, который
подобран экспериментальным путем.
Апробирована математическая модель устройства для очистки
дорожных покрытий от наледи с учетом технических возможностей стенда.
.
В процессе теоретических и практических экспериментов установлена
зависимость амплитуды перемещения КК и ТС от коэффициента жесткости
РВД. Также получена зависимость частоты возбуждения вибратора колебаний
от расхода объемного гидронасоса, которая необходима для оптимизации
режимов работы устройства.
В результате теоретического и эмпирического исследования разработана
зависимость амплитуды перемещения КК от частоты возбуждения вибратора
колебаний. Форма кривой характеризует режим работы устройства в
зависимости от толщины очищаемой наледи.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Менеджер онлайн в Telegram Написать