Аннотации:
данной статье рассмотрена принципиальная схема ударно-вибрационного механизма для уплотнения смесей любых жесткостей (в том числе особо жестких) и принцип его действия, основанный на рычаге Архимеда и распорно-стержневой системы. Этот механизм спроектирован и смонтирован в ЮУрГУ на кафедре «Колесные и гусеничные машины». Там же были произведены первые опытные испытания ударно-вибрационного механизма. В ходе испытания этой установки, были подтверждены технологические возможности и преимущества этого механизма в сравнении с вибрационной технологией уплотнения, принятой на современных бетоноукладчиках, а именно экземпляры из формовочной машины при плохом качестве песка и цемента, крупнозернистом щебне и с малым соотношением воды получили марочную прочность М100. В ходе проведенных испытаний были обнаружены небольшие недостатки разработанной конструкции. Далее изложены решения по их устранению этих недостатков, одним из решений является установка специального толкателя, совершающего поступательные движения для доставки материала в зону прессования. Другое решение заключается в модернизации механизма, а именно замене рас-
порно-стержневой системы на более совершенный четырёхзвенный механизм, состоящий из плиты нагнетателя, кривошипа и маятника. Приведена принципиальная схема четырёхзвенного механизма, разобран принцип его работы, основанный на рычаге Архимеда и четырёхзвенного механизма. В ходе работы описана его математическая модель, приведены формулы для расчета усилий, возникающих в звеньях механизма и на рабочей плите. Выведены формулы для расчета коэффициентов усиления, работы сил, мощности привода, угловой скорости, момента инерции, диаметра маховика и площади обода. Описаны необ-
ходимые условия для успешной работы нового механизма. Созданы 3D модели этого механизма и всей формовочной установки. По итогу работы сделаны выводы, предложено техническое решение для модернизации формовочной установки, заключающееся в замене существующей опытной установки, включающей в себя шарнирно-рычажный механизм на более усовершенствованный четырёхзвенный механизм. The paper presents a circuit diagram of a shock-vibration mechanism for compacting mixtures of any stiffness (including extra stiff ones). Its operation principle is based on Archimedes’ lever and the thrust-bar system. This mechanism was designed and assembled at the department of Wheeled and Tracked Vehicles, SUSU. The first experimental tests of the shock-vibration mechanism were carried out there. The tests confirmed the technological capabilities and advantages of this mechanism in comparison with the vibratory compaction technology which is used by modern concrete pavers. The samples from a molding machine produced with poor quality sand and cement, coarse-grained crushed stone, and a small water ratio obtained the M100 grade strength. The tests revealed small defects in the design of the develop construction. Solutions for
the elimination of these defects were outlined. One of the solutions is to install a special pusher that moves translationally to deliver the material to the pressing zone. Another solution is to upgrade the mechanism, namely to replace the thrust-bar system with a more perfect four-link mechanism which consists of a supercharger plate, a crank, and a pendulum. A circuit diagram of the four-link mechanism is given, and its operation principle, based on Archimedes’ lever and the four-link mechanism, is analyzed. In the course of the work, its mathematical model is described, and formulas for calculating the forces in the mechanism links and the working plate are given. Formulas for calculating gains, forces, drive power, angular velocity, moment of inertia, flywheel diameter, and rim area were derived. The necessary conditions for the successful operation of the new mechanism are described. Three-dimensional models of this mechanism and of
all molding units were developed. As a result, conclusions were drawn, and a technical solution was proposed to modernize the molding unit, which consisted in replacing the articulation linkage of the existing pilot plant with an improved four-link mechanism.
Описание:
Кромский Евгений Ильич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Колесные и гусеничные машины», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, ekromskiy@mail.ru.
Кондаков Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры «Колесные и гусеничные машины», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, tanksv@mail.ru.
Асфандияров Марат Андреевич, аспирант кафедры «Колесные и гусеничные машины», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, loko315@mail.ru.
E.I. Kromsky, ekromskiy@mail.ru,
S.V. Kondakov, tanksv@mail.ru,
M.A. Asfandiarov, loko315@mail.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation