у ущільненню вібратори відхиляються пружно на підвісці від ненагруженного положення на величину динамічного рівноважного положення - Sоткл, викликаючи сили пригрузки і нестабільний характер її роботи. Точка К, що належить ущільнювальному клину, при обтисненні ковзає по поверхні баласту, тому проявляють себе сили тертя.
Рисунок 12 - Схема взаємодії вібраторів з баластом
Для визначення амплітуди коливань А вібраторв застосована класична одномассная коливальна схема.
Складемо рівняння руху вібраторів для пружно-в'язкої моделі" вібратори-баласт» (малюнок 13). Відновлююча сила в системі, кН
де - коефіцієнти жорсткості підвіски вібраторів і баласту, згідно [1], стр.503 Н/м).
.
Сили опору, кН
де - коефіцієнти опору підвіски і баласту, згідно [1], стр.503 Н/м с.
Чинними силами в системі будуть: змушує сила і сили пригрузки Sоткл, кН
де - максимальна змушує сила вібраторів, кН
де - число дебалансов, парне для вібратора спрямованих коливань, приймаємо 33;
m - маса дебаланса, приймаємо 1 кг;
r1 - ексцентриситет, приймаємо 0,02 м;
w - кутова частота, згідно [1], стор. 502 приймаємо w=220 рад/с).
.
.
Згідно з принципом Даламбера, спроектуємо всі сили на вісь ОУ, отримаємо диференціальне рівняння руху вібраторів
.
.
.
Тут h - коефіцієнт демпфірування коливань, 1/с;
p - кутова частота власних коливань системи, рад/с.
Приватне рішення (8) усталеного руху вібраторів, враховуючи (9), (10), (11), (12) має вигляд
Висловлюємо з (13) амплітуду коливань А, м
де Мпр - приведена маса системи, кг
де тв - маса вібраторів, приймаємо 200 кг;
тб - маса баласту, приймаємо 300 кг.
.
.
Кут зсуву фаз між змушує силою вібратора і коливальним переміщенням вібраторів, радий
Малюнок 13 - Розрахункова модель до визначення амплітуди коливань вібраторів
. 2 Параметри взаємодії вібраторів зі щебенем
Їх знаходять з спільного розгляду рівнянь коливального у і поступального х рухів вібраторів
Результуюче рух .S робочої площі ущільнювального клина в напрямку обтиснення (перпендикулярно його робочої площі) запишеться як сума проекцій переміщень для рівнянь (17) і (18)
СкоростьS 'робочої площі ущільнювального клина знаходиться диференціюванням рівняння руху (19)
де Vобж - швидкість подачі робочої площі (швидкість обтиску баласту), м/с
Графіки руху машини, вібраторів і результуючого руху вібраторів, відповідні рівнянням (17), (18), (19), будуть аналогічними графіками руху в координатах sOt для подбоек з урахуванням поправки на відхилення Sоткл вібраторів від ненагруженного становища.
Взаємодія вібраторів з баластом за цикл коливань можна повністю описати параметрами взаємодії:
S - обтиснення (подача) баласту, м; отр - максимальний відрив ущільнювального клина від баласту, м;
tотр - час відриву ущільнювального клина від баласту, с;
tкон - час контакту ущільнювального клина баластом, с;
Vуд - швидкість удару в момент зустрічі робочої площі ущільнювального клина з баластом, м/с.
Ці параметри взаємодії залежать від режимів віброобжатія баласту і змінюються при зміні амплітуди, частоти коливань, швидкості обтиску і характеристик уплотняемого баласту. Параметр режиму віброущільнення з відривом робочої поверхні клина
Найкращий ефект ущільнення щебеневого баласту досягається при максимальній швидкості вібрування і швидкості удару Vд=(0,7-1,2) м/с, тобто при роботі з відривом ущільнювальної поверхні клина від баласту.
Параметри взаємодії визначаються виразами
4.3 Вибір параметрів віброущільнення
Експериментально встановлено, що на ефективність вібраційного процесу ущільнення баласту впливають: параметри вібрування (амплітуда, частота і форма коливань); параметри взаємодії (час відриву і контакту, розмір відриву і обтиснення, час вібрування, швидкість вібраторів в момент контакту); геометричні розміри (довжина, висота і кут атаки робочої площі); режими ущільнення (швидкість обтиску - руху машини та ін.), а також умови і технологія роботи (вид ремонту, величина виправочн под'емкі, тип верхньої будови колії, стану баластового ша...
