Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Применение плужных снегоочистителей при патрульном удалении снега и наледи с поверхности автомобильных дорог и магистралей 13
1.1 Плужные снегоочистители. Параметры машин и условий эксплуатации 13
1.2 Анализ существующих методик выбора параметров и оптимального количества снегоочистителей в зависимости от условий эксплуатации 17
Выводы. Цель и основные задачи исследования 33
Глава 2. Теоретический анализ рабочего процесса плужного снегоочистителя 35
2.1 Методика формирования показателей эффективности плужного снегоочистителя 35
2.1.1 Определение продолжительности времени рабочего цикла плужного снегоочистителя 35
2.1.2 Определение последовательности и структурной модели выполнения рабочих операций 40
2.1.3. Формирование математической модели продолжительности цикла плужного снегоочистителя 52
2.1.4 Ограничительные условия задачи математического моделирования показателя эффективности 66
2.1.5. Определение оптимальной массы и основных технико-эксплуатационных показателей эффективности плужного снегоочистителя 67
2.2 Формирование зависимостей связи между основными параметрами плужных снегоочистителей 71
2.2.1 Обобщение результатов анализа работы снегоочистителя на подобные условия эксплуатации и виды машин 71
2.2.2 Формирование зависимостей связи между основными параметрами плужных снегоочистителей 75
2.3 Анализ изменения показателей эффективности в зависимости от технических параметров снегоуборочных машин 83
2.3.1 Анализ изменения продолжительности времени цикла плужного снегоочистителя в зависимости от основных технических параметров базовой машины 83
2.3.2 Анализ изменения показателей эффективности в зависимости от технических параметров снегоочистителей 93
Выводы по II Главе 103
Глава 3: Основные положения, используемые при разработке методики определения оптимальных параметров снегоуборочных машин 105
3.1 Основные положения, определяющие эффективную работу плужного снегоочистителя 105
3.2 Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от конкретных условий эксплуатации 109
3.3 Определение предельных значений показателей эффективности плужных снегоочистителей с оптимальной массой 117
Выводы по III Главе 121
Глава 4. Сопоставление результатов теоретического анализа с экспериментальными данными 123
4.1 Сопоставление результатов по массе и времени цикла. Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от условий эксплуатации 123
4.2 Сопоставление результатов по мощности машин 134
4.3 Сопоставление результатов по производительности. Выбор оптимального снегоочистителя по производительности 136
4.4 Сопоставление полученных результатов по необходимому и достаточному количеству машин 140
Выводы по IV Главе 145
Общие выводы по работе 147
Список использованной литературы 149
Приложения 158
- Анализ существующих методик выбора параметров и оптимального количества снегоочистителей в зависимости от условий эксплуатации
- Формирование зависимостей связи между основными параметрами плужных снегоочистителей
- Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от конкретных условий эксплуатации
- Сопоставление результатов по массе и времени цикла. Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от условий эксплуатации
Введение к работе
Актуальность работы: Рост автомобильного парка, увеличение объема грузооборота и перевозок пассажиров, предъявляет высокие требования к содержанию автомобильных дорог и улиц, и обеспечению безопасности движения. В зимний период появление на дорожных покрытиях снежно-ледяных отложений приводит к снижению скорости и производительности транспортных средств, увеличивая себестоимость перевозок и количество ДТП. В связи с этим, необходимо максимально использовать эффективные и экономичные способы борьбы со снегом и льдом на дорогах и улицах.
Скоростная снегоочистка городских территорий - наиболее быстрый и эффективный способ снегоочистки автомобильных дорог с использованием плужных снегоочистителей. В настоящее время на рынке представлены различные марки снегоуборочной техники. Эксплуатирующим организациям необходимо выбирать оптимальные снегоуборочные машины и их количество в зависимости от технико-эксплуатационных условий эксплуатации для достижения максимальной прибыли от выполненных работ и очистки дорог с высокой степенью эффективности.
В работе предложена методика выбора оптимального снегоочистителя для патрульной снегоочистки дорог в зависимости от условий эксплуатации.
Цель работы: разработка методики для выбора плужного снегоочистителя с оптимальными параметрами для выполнения работ в заданных условиях эксплуатации и определение необходимого количества снегоочистителей, обеспечивающей снегоочистку с максимальной эффективностью по основным показателям.
Задачи исследования:
проведение анализа рабочего процесса плужного снегоочистителя;
составление математической модели показателя эффективности – общего времени цикла;
анализ изменения показателей эффективности в зависимости от технических параметров плужного снегоочистителя и параметров условий эксплуатации;
решение задачи оптимизации показателей эффективности работы снегоочистителя;
анализ изменения оптимальных параметров машины в зависимости от условий эксплуатации;
исследования эффективности разработанной методики расчета показателей и сопоставление с экспериментальными данными.
Объект исследования: основные параметры и показатели эффективности плужного снегоочистителя.
Предмет исследования: влияние изменения основных показателей эффективности плужного снегоочистителя в зависимости от условий эксплуатации.
Научная новизна:
- предложена методика выбора оптимального плужного снегоочистителя в зависимости от технико-эксплуатационных условий;
- получена зависимость основных технических и экономических показателей эффективности от параметра массы снегоочистителя в зависимости от условий эксплуатации;
- разработана математическая модель процесса удаления снега плужными снегоочистителями с дорожного полотна, отличающаяся тем, что она учитывает основные технико-эксплуатационные параметры.
Практическая ценность работы: выполнение патрульной снегоочистки с высокой эффективностью, увеличение экономического эффекта при использование оптимальной машины, снижение затрат на использование оптимальной машины.
Реализация результатов работы: Результаты диссертационных исследований могут использоваться на предприятиях занимающихся, эксплуатацией дорожной, строительной и коммунальной техники и в учебных заведениях для подготовки специалистов автомобильно-дорожной отрасли. Они могут найти применение при оценке эффективности каждой машины из парка снегоуборочной техники или представленной производителями на рынке.
На защиту выносятся:
-методика выбора оптимального плужного снегоочистителя в заданных условиях эксплуатации, основанный на минимизации времени цикла;
-математическая модель общего времени цикла плужного снегоочистителя, учитывающая основные параметры условий эксплуатации;
- результаты исследования и сравнения
Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов: В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Решения задач базируются на теоретических положениях математического моделирования, теории подобия и экспериментальных данных. Обоснованность рекомендаций, научных положений и выводов определяется корректным использованием современных математических моделей и методов, предварительным статистическим анализом процессов рабочего цикла снегоуборочных машин, согласованностью результатов аналитических расчетов показателей эффективности снегоуборочных машин и полученных экспериментальных данных.
Апробация работы: Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение на 71-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, (Москва, 2013г.), 69-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, (Москва, 2011г.), 68-ой научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ, (Москва, 2010г.).
Публикации: По теме диссертационного исследования опубликовано 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Опубликована на 168 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 18 таблиц, список использованной литературы из 95 наименований и 4 приложения.
Анализ существующих методик выбора параметров и оптимального количества снегоочистителей в зависимости от условий эксплуатации
Анализ работы плужного снегоочистителя показал, что эффективность основных технических параметров связана с условиями эксплуатации, такими как: плотность убираемого снега, дальность его транспортирования и холостые перемещения машины. Снегоочистители работают в вероятностных условиях эксплуатации, т.е. параметры, характеризующие свойства среды, не являются постоянными и способны изменяться случайным образом. Оптимальные технико-эксплуатационные параметры машин следует определять для наиболее вероятных условий эксплуатации.
В настоящее время на рынке дорожно-строительной техники представлено ряд моделей снегоуборочных машин для различных условий и объемов выполнения работ. Предприятия, предлагающие на рынок услуги по уборке дорог от снега, обычно представляют собой небольшие организация, содержащие парк машин в среднем на 5... 15 единиц. Поэтому для этих предприятий необходимо в целях повышения качества выполняемых услуг, увеличения числа клиентов и, как следствие, роста прибыли правильно подбирать технику для выполнения снегоуборочных работ в зависимости от предполагаемых условий эксплуатации, представленную производителями СДМ.
Во избежание простоев снегоочистителей, ведущих к непроизводительным потерям времени и финансовым убыткам, работа снегоуборочной техники должна быть спланирована и налажена четко и грамотно с использованием оптимального количества плужных снегоочистителей. Для этого разработаны методики определения оптимального количества машин для очистки городских территорий и аэродромов от снега.
В настоящее время основной принцип выбора снегоочистителя сводится к определению назначения снегоуборочной техники, руководствуясь такой информацией, как необходимая производительность, мощность, ширина отвала, стоимость машины, возможность установки на нее дополнительного оборудования, стоимость запчастей и ее обслуживания. В процессе изучения технических параметров машин по каталогам заводов-изготовителей выбираются машины, наиболее близкие к требуемым параметрам. Данные машины в дальнейшем закупаются коммунальными предприятиями.
Рассмотренный выше принцип имеет ряд существенных недостатков:
1. Параметры машин не оптимизированы для конкретных условий эксплуатации. Поэтому при применении снегоочистителя с неоптимальными параметрами снижается качество выполняемых работ, увеличивается стоимость.
2. Не учтен тот факт, что физико-механические свойства снега в разных регионах различные. Для эффективного удаления снега необходимо это учитывать при выборе машины.
3. Время цикла уборки одного и того же участка дороги в различных температурных условиях и при различной объемной массе снега могут существенно отличаться у одной и той же машины. Увеличение времени цикла приводит к дорожным заторам, росту стоимости работ.
Все эти недостатки необходимо учитывать при выборе снегоуборочной машины.
В зависимости от способа определения необходимых значений параметров снегоуборочных машин разработаны методики определения их оптимального количества в зависимости от условий эксплуатации. Каждая методика имеет ряд преимуществ и недостатков.
Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега.
Рекомендованные Распоряжением Росавтодора от 01 февраля 2008 года № 44 «Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега» (далее, Рекомендации) утверждают, что на всех дорогах, где дорожные условия позволяют применять быстроходные машины, основой снегоочистительных мероприятий рекомендована патрульная очистка. Она производится при помощи одиночных машин или отрядов плужно-щеточных снегоочистителей. Патрулирование ведется периодическими проходами снегоочистителей по закрепленному для обслуживания участку дороги с определенными интервалами времени в течение метели или снегопада.
Преимущество плужных снегоочистителей для патрульной снегоочистки в пассивном рабочем органе в виде одноотвального плуга, монтируемого в передней или средней части самоходной базовой машины.
Данные плужные снегоочистители сдвигающего типа используются для удаления снега плотностью 0,35 - 0,45 г/смЗ. Скоростные плужные снегоочистители отбрасывающего действия обладают высокой производительностью и дальностью отбрасывания снега до 10 м. Эффективно используются данный вид снегоочистителей при удалении свежевыпавшего снега и небольших по высоте рыхлых снежных отложений (до 200 мм).
Скоростной плужный снегоочиститель может оснащаться дополнительным боковым отвалом (крылом). Крылья могут использоваться или для самостоятельной работы, либо в сочетании с плугом для увеличения дальности отброса снега [63].
Согласно Рекомендациям, основными параметрами для определения оптимального количества плужных снегоочистителей являются: ширина очищаемой поверхности дороги, время между проходами снегоочистителей, коэффициент использования рабочего времени, рабочая скорость ведущей машины, ширина захвата снегоочистителя.
Для предотвращения возникновений затруднений при движении потока автомобильного транспорта, во время снегоочистки автомагистралей и скоростных дорог технологические операции следует выполнять со скоростью, близкой к скорости транспортного потока, за возможно короткий срок и минимальное количество проходов. Поэтому на автомагистралях с высокой пропускной способностью и с интенсивным движением (более 2000 авт./сут.), а также в условиях частых и метелей патрульная снегоочистка ведется отрядами машин. В условиях города чаще всего для патрульной снегоочистки используют одноотвальные автомобильные снегоочистители. Данные снегоуборочные машины отвечают всем требованиям качественного выполнения работ по уборке автодорог от снега, а так же, согласно своим конструктивным особенностям, способны производить уборку снега с высокими скоростями.
Недостатки методики:
1. Данная методика расчета оптимального количества снегоочистителей обладает весьма серьезным недостатком, не позволяющим в различных условиях применять формулу (1.1) при выборе оптимального количества техники. В формуле (1.1) не учитываются основные физико-механические параметры снежной массы. Эти параметры являются одними из ключевых, потому что в городских условиях снег может изменять свои физические свойства за счет уплотнения колесами автомобилей и перепадов температур.
При не учете этих параметров может возникать существенное снижение производительности как отдельных снегоочистителей, так и колонны машин, выполняющих удаление снега с дорожного полотна. В условиях дорожного движения это может привести к снижению скорости потока в целом, снижению качества снегоочистки. Неучтены следующие параметры:
Плотность снега - доминирующий фактор в процессах разработки снежной массы, поскольку силы веса и инерции снега составляют наибольшую долю в общем балансе сил его сопротивления резанию. На объемную массу свежевыпавшего снега при патрульной снегоочистке дорожного полотна существенное влияние оказывает температура воздуха и скорости ветра, который увеличивает плотность снега за счет динамического и термодинамического воздействия.
Формирование зависимостей связи между основными параметрами плужных снегоочистителей
Определение характера зависимости между параметрами снегоочистительных машин и влияния условий эксплуатации позволяет установить коэффициенты связи основных параметров машин.
Машины для зимнего содержания автомобильных дорог составляют достаточно обширную номенклатуру техники. Они отличаются по назначению, типам рабочих органов, размеру и конструктивным особенностям базовых шасси и размещению рабочих органов. На один тип базового шасси может устанавливаться несколько вариантов рабочего оборудования в зависимости от массы и мощности машины. Машины с мощностью до 160 кВт рекомендуется использовать на местных дорогах III и IV категории. Машины с мощностью 160-200 кВт рекомендуется применять на региональных и федеральных дорогах II категории, с мощностью свыше 200 кВт исключительно на магистральных дорогах с многополосной проезжей частью I категории.
Для определения коэффициентов связи используем данные заводов-изготовителей техники о технических параметрах плужных снегоочистителей различных производителей (таблицы 2.4 и 2.5).
-щеточное оборудование устанавливается на базовые машины со стандартным силовым приводом и фиксированной номинальной мощностью. Также существует возможность изменения размеров отвала путем использования дополнительных крыльев и насадок. На одну и ту же базовую машину можно устанавливать различное навесное оборудование в зависимости от требуемых результатов. Типы и комплектация навесного оборудования определяют итоговую массу снегоочистителя. Зависимость массы машин от мощность представлена на рисунке 2.11.
Данный параметр влияет на продолжительность времени рабочего цикла машины. Влияние на время холостого хода машины в данном случае незначительное. Чем выше энергонасыщенность машины, тем выше ее тяговая мощность, используемая для преодоления сил сопротивления снежной массы.
Коэффициент подобия массы и мощности базовой машины не применяют для определения оптимальных параметров снегоочистителей по причине отсутствия учета влияния внешних условий и режимов эксплуатации.
Оптимальное значение коэффициента энергонасыщенности К необходимо определить аналитическим путем с учетом минимизации времени рабочего цикла машины и эксплуатационных условий.
Технологическое назначение плужных снегоочистителей определяется мощностью двигателя базовой машины. Для плужных снегоочистителей, чья нормальная мощность до 160 кВт, область применения ограничивается использованием на местных дорогах III и IV категории; с мощностью 160-200 кВт - на региональных и федеральных дорогах II категории; с мощностью свыше 200 кВт исключительно на магистральных дорогах с многополосной проезжей частью I категории.
Согласно проведенному анализу установлена зависимость между геометрическими параметрами отвала плужного снегоочистителя и мощностью базовой машины: чем выше мощность базовой машины снегоочистителя, тем возможность установки отвала с большей шириной захвата увеличивается. Данная зависимость представлена на рисунке 2.12.
Для удаления снега с различных категорий дорог используются отвалы различной ширины захвата. Это позволяет повысить экономическую эффективность техники, занятой на зимнем содержании дорог. Ширину отвала можно дополнительно увеличивать за счет применения дополнительных крыльев.
Отдельно стоит проблема увеличения ширины захвата отвала и удерживающей способности путем трансформации его формы в плане для циклического сгребания снега и образования разрывов снежного вала. Эту проблемы пытались решить специалисты МАДИ. Ими были разработаны конструкция поворотного в плане уширителя отвала, снабженная фиксатором-задвижкой, а также отвал с гибкой в плане поверхностью, выполненный в виде подпружиненной резиновой ленты на поворотных рычагах [79].
Отсутствие призмы волочения и отбрасывание снега за счет сил инерции являются основными особенностями конструкции скоростных снегоочистителей для уборки дорог. От цилиндрической формы косо установленного отвала конструкция эволюционировала к коническому отвалу с углом резания 25...35 градусов, углом конусности 23...27 градусов и центральным углом кривизны в поперечной вертикальной плоскости 90... 100 градусов, установленного под углом 115... 125 градусов к направлению движения. Возможность адаптации к различным условиям работы представляет цилиндрический отвал с поворотной посредством гидроцилиндров верхней секцией, что изменяет направление и дальность отбрасывания снега [79].
Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от конкретных условий эксплуатации
Анализ рассмотренных выше формул показал, что оптимальные параметры машины имеют зависимость от массы машины, физико-механических свойств снега, скорости уборки, геометрических параметров отвала и параметров окружающей среды.
В качестве примера рассмотрено использование плужных снегоочистителей российского и импортного производства разных марок при использовании на территории г. Москвы в зимний период. Климат -умеренный. Средняя область температур в зимний период согласно данным Гидрометцентра России составляет от -3,5 до -12,3 градусов по Цельсию. Высота осадков принята от 36 до 56 мм. В качестве рассмотрения принят участок Варшавского шоссе от Третьего Транспортного кольца до Коломенского проезда протяженностью 5 км.
Данная автомагистраль является одной из основных в городе: проходит в непосредственной близости от 8 станций Московского метрополитена, 5 железнодорожных платформ и станций, является одним из основных направлений пассажироперевозок, а также является местонахождением некоторых важных зданий и сооружений, способствующих жизнеобеспечению города. Скоростной режим установлен с максимально разрешенной скоростью 80 км/ч [69]. Количество полос на всем протяжении варьируется от 4 до 5 полос в одном направлении.
В вечерние и утренние часы пик автомагистраль испытывает существенные нагрузки. В сложных дорожных условиях наличие снега и наледи на дорожном полотне способно вызывать еще большие неудобства и опасности при передвижении, задержки во времени перевозки грузов и пассажироперевозок. Все эти предпосылки обязывают производить снегоочистку дорожного полотна соответствующими службами, согласно установленных норм и технологий, грамотно подбирать снегоуборочную технику и организовывать ее работу.
Основные постоянные параметры условий эксплуатации:
протяженность очищаемой поверхности L=4,8 км;
ширина проезжей части В : от ТТК в сторону области протяженностью 3,8 км В.- 14,25м, далее протяженностью 1км 5.- 11,25м;
скорость уборки V =40 км/ч;
угол поворота отвала в плане а =30 градусов;
высота снежного покрова h = 5 см. Переменные параметры эксплуатации:
коэффициент удельного сопротивления резания снега к ;
объемная масса снега v ;
коэффициент условий эксплуатации к
При выпадении осадков на дорожном полотне магистрали, из-за контакта с колесами автомобилей, снежная масса при различных температурах может быстро менять свое состояние от рыхлого, свежевыпавшего снега до снежно-ледяного наката. Плотность снега по всей ширине дорожного полотна неравномерна: она значительно больше на колее полос и меньше в других областях дорожного полотна. В связи с этим подбирать снегоочиститель рационально исходя из максимально возможной для данного предполагаемого участка снегоочистки объемной массы снега. В данном случае в условиях городам и невысоких средних зимних температур максимально возможная объемная масса снега принята 600 кг/м3, что соответствует уплотненному снежному накату.
Для определения зависимости общего времени цикла от оптимальной массы машины рассмотрена группа машин различной мощности, массы и ширины отвала, данные о которых представленные в таблице 3.1.
Используя технические характеристики из таблицы 3.1, построен график зависимости времени цикла от оптимальной массы плужного снегоочистителя при изменении объемной массы снега для условий эксплуатации машины при удельной массе снега 650 кг/м3, что соответствует уплотненному накату, и удельной массе 350 кг/м3, соответствующий уплотненному, слежавшемуся снегу, представленный на рисунке 3.1.
Проведя анализ графика, сделан вывод, что при изменении физико-механических свойств снега изменяется время цикла работы машины. Следовательно, для удаления снежной массы большей плотности с минимальным временем цикла требуется снегоочиститель с большей массой, а соответственно с более высокой мощностью. Один и тот же снегоочиститель будет затрачивать времени больше на удаление снега высокой плотности. В реальных дорожных условиях менять машину в процессе работы в зависимости от условий эксплуатации невозможно, поэтому при выборе машины следует учитывать максимально возможную объемную массу снега на данном участке дороги.
В рассматриваемых условиях эксплуатации по графику 3.1 определены оптимальные машины, технические характеристики которых представлены в таблице 3.2.
Коэффициент удельного сопротивления резанию снега напрямую влияет на выбор массы оптимального снегоочистителя и мощности. Оптимальная масса увеличивается с ростом удельного сопротивления резанию.
Зависимость мощности и энергонасыщенности от массы снегоочистителей в различных условиях эксплуатации представлены на рисунке 3.2.
Если в процессе эксплуатации есть вероятность изменения нескольких параметров одновременно, то значения оптимальной массы для заданных условий эксплуатации определяются при помощи теории вероятности.
Сопоставление результатов по массе и времени цикла. Выбор оптимального снегоочистителя в зависимости от условий эксплуатации
Определить рациональные условия эксплуатации для выбранных машин возможно при совместном анализе рассчитанных теоретических зависимостей оптимальных параметров снегоочистителей с техническими характеристиками базовых машин, установленных заводом-изготовителем.
Расчет оптимальных параметров снегоуборочных машин проводится на основании анализа и оптимизации продолжительности рабочего цикла снегоочистителей. В результате представлены математические зависимости изменения технических параметров рассматриваемых машин в зависимости от условий эксплуатации.
Коэффициент условий эксплуатации включает в себя случайные величины, такие как коэффициент сцепления снегоочистителя с покрытием дороги (р , коэффициент сопротивления передвижению машины / , коэффициент внутреннего трения снега S и коэффициент внешнего трения снега П зависящие от физико-механических свойств снежной массы и типа поверхности передвижения.
Снегоочистители, оснащенные плужным отвалом, имеют возможность удаления снега с проезжей части автомобильных дорог, дворовых территорий и автомагистралей путем перемещения снежной массы отвалом в сторону обочины или баллистического отбрасывания за счет действия сил инерции. Отвал может устанавливаться на базовой машине перпендикулярно движению или под углом. При установке отвала в положение перпендикулярное оси движения снегоочистителя, осуществляется сгребание снега в призму волочения впереди машины, а также продольное его перемещение. При такой схеме работы обеспечиваются необходимые разрывы снежного вала, например, на перекрестках, остановках городского транспорта, пешеходных переходах, боковых проездах.
Современные конструкции плужных снегоочистителей обеспечивают высокое качество выполнения работ, приспособляемость к различным условиям, защиту от перегрузок при встрече с препятствиями, возможность быстрого монтажа и демонтажа рабочих органов, установку снегоуборочного оборудования на базовое шасси и изменение положения рабочих механизмов без затраты значительных физических усилий благодаря дистанционному управлению этими операциями из кабины.
Правильно подобранные оптимальные параметры таких машин обеспечивают эффективное выполнение рабочих операций в заданных условиях эксплуатации в минимально возможный срок.
В процессе выполнения рабочих операций объемная масса снега может изменяться за счет уплотнения снежной массы колесами автомобилей. Это изменение может оказывать влияние на оптимальные параметры машин. Учитывая разность плотностей снежной массы по всей ширине дороге, для определения оптимальных параметров снегоочистителей берется максимально возможная плотность на данном участке.
Коэффициент удельного сопротивления резанию снега выбирается из области наиболее вероятных значений. При расчете используются максимально возможные значения удельных сопротивлений:
Для максимального значения удельного сопротивления резанию снега в рассматриваемых условиях эксплуатации рассчитывается оптимальное значение параметра массы машины.
Исходные значения параметров массы снегоочистителей, представленные в технических характеристиках различных заводов-изготовителей машин, при сопоставлении с результатами теоретического расчета должны находиться в области оптимальных значений: meLmin;mmax\; ( опт опт) где т - значение параметра массы машины, указанное в ее техническом паспорте.
Рассчитанное значение оптимального параметра массы машины сопоставляется с исходными данными технических паспортов базовых машин.
В данной работе представлены наиболее широко применяемые плужные снегоочистители отечественного и импортного производства. Среди них находятся машины таких производителей, как: ОАО «Мценский завод коммунальных машин», Минский тракторный завод, АО "Севдормаш", Schmidt GmbH, Татра А.С. и другие. Информация по снегоочистителям выбранных производителей получена из специализированных рекламных проспектов и интернет ресурсов фирм-производителей техники.
Рассмотренные машины имеют различные мощности и размеры, что позволяет применять их в различных условиях эксплуатации. Сравнение полученных результатов проводится по максимально возможным скоростным характеристикам снегоочистителей, определенных заводом-изготовителем.
Мощность базовой машины - до 160 кВт. Данная категория снегоочистителей имеет невысокие мощности и применяется на дорогах III и IV категории.
Дороги III категории имеют ширину проезжей части не менее 7 м и построены по облегченным техническим требованиям, могут иметь также булыжное покрытие. Продольный уклон составляет не более 5%. Пропускная способность такой дороги до 3000 автомобилей сутки с максимально разрешенной скоростью до 100 км/ч.
Дороги IV категории с простейшим покрытием предусмотрены для движения транспорта с небольшой интенсивностью. Ширина проезжей части составляет 6 м. Продольный уклон может достигать 6%. Пропускная способность такой дороги 200—1000 автомобилей в сутки при максимально возможной скорости движения до 80 км/ч.
Использующиеся на данных типах дорог снегоочистители имеют высокую мобильность, проходимость, маневренность на узких улицах, высокую производительность и оптимальную дальность отбрасывания снежной массы.
Для расчета оптимальной массы снегоочистителя и выбора оптимальных параметров в заданных условиях эксплуатации заданы следующие постоянные условия:
Максимальное удельное сопротивление резанию снега куд= 0,025 МПа
Угол поворота отвала в плане а =30
Объемная масса снега сн= 300 кг/м
Коэффициент сопротивления передвижению перекатыванию / = 0,0
