Future development of construction equipment for cement-concrete road pavement
Keywords:
road-building machines, compaction of extra stiff mixes, Archimedes’ lever, molding unit, four-link mechanismAbstract
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.
References
Новиков, А.Н. Машины для строительства цементобетонных дорожных покрытий / А.Н. Новиков. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1979. – 256 с.
Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог / под ред. С.Г. Цупикова. – М.: Инфра-Инженерия, 2005. – 928 с.
СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги. – М., 1990. – 42 с.
Кондаков, С.В. Обоснование параметров ударно-вибрационного механизма уплотнения бетонной смеси для бетоноукладчика на гусеничном ходу / С.В. Кондаков, Е.И. Кромский, М.А. Асфандияров // Всероссийская научно-практическая конференция «Современные транспортные технологии: задачи, проблемы, решения». – Челябинск: ОУ ВО «Южно-Уральский институт управления и экономики», 2018. – С. 148–154.
Патент ПМ РФ RU № 93320 Российская федерация. Устройство для получения изделий из композиционных материалов / Е.И. Кромский, В.Н. Бондарь, А.В. Свирид. – Опубл. БИ № 12; 2010.
Васильев, А.П. Реконструкция автомобильных дорог: учеб. пособие / А.П. Васильев, Ю.М. Яковлев, М.С. Коганзон. – М.: МАДИ, 1998. – 78 с.
Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для вузов / И.И. Артоболевский – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1988. – 640 с.
Кромский, Е.И. Прессование композиционных материалов с использованием сдвиговых деформаций / Е.И. Кромский, Н.И. Ахметшин, Б.А. Яров. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2014. – 10 с.
Афанасьев, А.А. Технология импульсного уплотнения бетонных смесей / А.А. Афанасьев. – М.: Стройиздат, 1987. – 168 с.
Зубкин, В.Е. РК мини 01 – первая из новой линии формовочных машин «Русские качели» для маломасштабного производства бетонных изделий / В.Е. Зубкин, В.М. Коновалов, Н.Е. Королёв // Популярное бетоноведение. – 2007. – № 1 (15). – С. 73–76.
Зубкин, В.Е. Зонное нагнетание сыпучих сред, или как стоить из обыкновенной земли весьма дешевые, прочные, тёплые и огнестойкие дома посредством «Русских качелей»: практ. пособие / В.Е. Зубкин, В.М Коновалов, Н.Е. Королев. – М.: Изд-во «РУСАКИ», 2002. – 144 с.
ГОСТ 12.2.100-97. Машины и оборудование для производства глиняного и силикатного кирпича, керамических и асбестоцементных изделий. Общие требования безопасности. – М.: Изд-во стандартов, 1998. – 11 с.
Патент ПМ РФ RU № 176735. Бетоноукладчик / Е.И. Кромский, А.А. Базанов, А.А. Немыкин. – Опубл. БИ № 01, 2018.
Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: справ.: в 3 т. / В.И. Анурьев. – 8-е изд., перераб. и доп.; под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 1999. – Т. 1. – 912 с.
Тимофеев, Ю.Л. Технология вибрационного уплотнения бетона при устройстве монолитных конструкций: учеб. пособие для техн. вузов / Ю.Л. Тимофеев. – Ростов н/Д., 2002. – 47 с.
Баженов, Ю.М. Технология бетона: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Баженов. – М.: Высш. шк., 1979. – 415 с.
Дорожные машины и оборудование / Я.М. Пиковский, С.М. Полосин-Никитин, Н.П. Вощинин, В.И. Баловнев. – М.: Машгиз,1960. – 604 с.
Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины: учеб. для вузов / А.А. Вайнсон. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 536 с.
Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций: учеб. пособие для техн. вузов / А.А. Вайнсон. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2009. – 426 с.
Боэм, Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения: пер. с англ. / Б.У. Боэм; под ред. проф. А.А. Красилова. – М.: Радио и связь, 1985. – 512 с.
