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!

    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 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
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету