Повышение эффективности ресурса щеток

Повышение эффективности и одновременно - ресурса щеток связано с необходимостью анализа рабочего процесса с целью разработки рекомендаций по конструкции рабочих органов, параметров и характеристик рабочих процессов, выбору и обоснованию материалов и технологии изготовления щеток и самого щеточного ворса.

Для определения эффективности работы щётки коммунальной машины определим две функции. Первая из них выражает способность щетки к подмета-

нию и численно равна суммарной работе по перемещению загрязнения А%. Вторая, определенная в работе [1], интегральная

характеристика I = % • Л2, м2 выражает работу контактного взаимодействия и в конечном итоге определяет интенсивность силового взаимодействия щеточного ворса с дорожным покрытием, которая и определяет износ и ресурс щетки (здесь ^ — параметр, учитывающий частость ворса). Различие в функциях и I заключается в том, что первая из них учитывает проскальзывание лески относительно загрязнения убираемой поверхности, в случае если прочность загрязнения (например, снега) или прочность сцепления загрязнения (трение покоя) велики относительно действующей касательной силы.

Изменение интегральной характеристики I, было исследовано в работе [1]. Установлено, что ее значение растет с увеличением частоты ее вращения п, скорости транспортного средства г?авт и ширины контакта щетки с убираемой поверхностью Нк, причем эта зависимость нелинейная, так что интенсивность увеличения возрастает с увеличением любого из перечисленных параметров.

Примерно также пропорционально росту интегральной характеристики I увеличивается интенсивность изнашивания лески щеточного ворса и обратно пропорционально росту интегральной характеристики I падает ресурс щетки.

Такое изменение ресурса щетки объясняется в работе [4] изменением параметров контактного взаимодействия, таких как:

-время контактного взаимодействия (растет при увеличении ширины контакта; уменьшается при увеличении частоты вращения);

-путь скольжения (растет с увели-

чением ширины контакта и скорости транспортного средства);

-скорость скольжения (растет с увеличением частоты вращения и скорости транспортного средства).

При изменении перечисленных параметров изменяются контактные силы, площади контакта, температура лески щеточного ворса в зоне контакта, механические свойства и износостойкость материала лески щеточного ворса [5], что в конечном итоге и приводит к изменению интенсивности изнашивания, вместе с тем - ресурса щетки.

Наиболее управляемым фактором в рабочих условиях является Нк, величина которой регулируется в начале подметального процесса. Как следует из расчетов (рис. 2 - 3) именно необоснованное увеличение этого параметра может привести в интенсивному изнашиванию и падению ресурса щетки.

В процессе изнашивания щеточного ворса изменяется его длина, уменьшается диаметр щетки и при прочих равных условиях (при постоянной ширине контакта), возрастают контактные силы взаимодействия. Это также приводит к росту интегральной характеристики щетки I. При этом в значительной степени возрастает тепловая нагрузка в контактной зоне, что приводит также к росту интенсивности изнашивания лески и уменьшению остаточного ресурса щетки.

Для определения подметальных свойств щетки рассмотрим схему взаимодействия ворса, находящегося в контакте с дорожным покрытием (рис. 1). Взаимодействие начинается в точке касания «1» (рис. 1 а) и далее при вращении щетки происходит изгиб лески щеточного ворса (см. точку «/»). Начальное значение угла «атаки» (31 в точке «1» определяется величиной прижатия щетки к дорожному