sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2019-2-122-133sibadi-848Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGСТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАВЕСНЫХ ЭКСКАВАТОРНЫХ ВИБРОПЛИТSTATISTICAL PROCESSING OF TECHNICAL CHARACTERISTICS OF VIBRATING PLATE COMPACTORShttps://orcid.org/0000-0003-2261-4153ТюремновИ. С.TyuremnovI. S.

Тюремнов Иван Сергеевич – канд. техн. наук, доц., заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины»

150023, г.Ярославль, Московский пр-т, 88

Ivan S. Tyuremnov – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Road and Construction Machinery Department

150023, Yaroslavl, Russia, 88 Moskovsky Ave.

tyuremnovis@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7885-3159ФедороваД. В.FedorovaD. V.

Федорова Дарья Владимировна – старший преподаватель кафедры «Начертательная геометрия и инженерная графика»

150023, г. Ярославль, Московский пр-т, 88

Darya V. Fedorova – Senior Lecturer of the Descriptive Geometry and Engineering Graphics Department

150023, Yaroslavl, Russia, 88 Moskovsky Ave.

darij30@rambler.ruФГБОУ ВО «ЯГТУ»РоссияYaroslavl State Technical UniversityRussian Federation201918042019162122133Copyright © Тюремнов И.С., Федорова Д.В., 20192019Тюремнов И.С., Федорова Д.В.Tyuremnov I.S., Fedorova D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/848

Введение. В настоящее время производители навесных экскаваторных виброплит практически не дают рекомендаций по выбору модели и обоснованию режимов работы данного оборудования при уплотнении грунта в конкретных технологических условиях. Это обусловлено отсутствием методики определения результатов уплотнения грунта навесными экскаваторными виброплитами. Одним из этапов разработки данной методики должен быть анализ технических характеристик навесных экскаваторных виброплит, отражающий многолетний опыт производства и эксплуатации данного оборудования.Материалы и методы. Статистическая обработка проводилась в программе «STATISTICA v.10» по данным технических характеристик 65 моделей навесных экскаваторных виброплит отечественных и зарубежных производителей.Выводы. Установлено, что режимы работы навесных экскаваторных виброплит занимают промежуточное положение между режимами работы вибрационных катков и самоходных виброплит. Относительные вынуждающие усилия находятся в диапазоне, более близком к диапазону работы самоходных виброплит, а частоты колебаний находятся в диапазоне, более близком к диапазону работы вибрационных катков. Низкие значения коэффициента детерминации для значений частоты колебаний и относительного вынуждающего усилия в зависимости от массы оборудования также свидетельствуют об отсутствии у производителей единого мнения о требуемых характеристиках навесных экскаваторных виброплит и оценке их технологических возможностей.В силу выявленного существенного превышения вынуждающего усилия навесных экскаваторных виброплит над их весом в процессе колебаний должен происходить периодический отрыв основания плиты от грунта, что должно учитываться при разработке математической модели взаимодействия навесных экскаваторных виброплит с грунтом.Практическое значение. Результаты анализа позволили выявить особенности взаимодействия навесной экскаваторной виброплиты с уплотняемым грунтом и уточнить требования к будущей математической модели. Полученные регрессионные зависимости вынуждающего усилия и частоты колебаний, а также размеров основания навесных экскаваторных виброплит, массы экскаватора и требуемого расхода масла должны учитываться при разработке методики определения результатов уплотнения грунта навесными экскаваторными виброплитами в конкретных технологических условиях. Также полученные результаты могут быть использованы производителями при проектировании и модернизации конструкций навесных экскаваторных виброплит.

Introduction. Currently, manufacturers of vibrating plate compactors practically do not give recommendations on the choice of model and justification of the equipment operating modes when compacting the soil in specific process conditions. This is partially due to the lack of a methodology for determining the results of soil compaction with vibrating plate compactors. One of the development stages of such technique should be the analysis of the technical characteristics of vibrating plate compactors, which could reflect experience in the production and operation of the equipment. Materials and methods. The authors conduct statistical processing of technical characteristics of vibrating plate compactors in STATISTICA 10 based on 65 models of various manufacturers from Russia and other countries.Discussion and conclusions. The authors demonstrate that the operating modes of vibrating plate compactors are between the operating modes of vibrating rollers and self-propelled vibrating plate compactors. To note, relative driving forces are in a similar range as the working range of self-propelled vibrating plate compactors, and their vibration frequencies are in a similar range as the working range of vibrating rollers. Moreover, low values of the determination coefficient for oscillation frequency and relative forcing force depending on the mass of the equipment also indicate the lack of consensus among manufacturers about the required characteristics of vibrating plate compactors and an assessment of their technological capabilities.Due to a significant excess of driving force of vibrating plate compactors over their weight, the base of the plate should come into partial uplift from soil, and that should be taken into account while the mathematical model of interaction development between vibrating plate compactors and soil. Practical implications. The results of the analysis reveal the peculiarities of the vibrating plate conductors’ interaction with the compacted soil and also clarify the requirements for the future mathematical model. The resulting regression dependencies of driving force and oscillation frequency, as well as the base dimensions of the vibrating plate compactors, the weight of the excavator and the required oil consumption should be taken into account when developing a methodology for determining the results of soil compaction with mounted technological excavator plates. Therefore, the obtained results could also be used by manufacturers in the design and modernization of the vibrating plate compactors’ structures.

грунтуплотнениевибрацияплита вибрационнаявиброплитавиброплита экскаваторная навеснаяанализ статистическийкоэффициент детерминацииусилие вынуждающеемасса эксплуатационнаячастота колебанийразмер основаниямасса экскаватораsoilcompactionvibrationvibrating platevibrating plate compactorstatistical analysisdetermination coefficientdriving forceoperating weightvibration frequencybase sizeexcavator weightReferencesТюремнов И.С., Новичихин А.А. Статистический анализ технических характеристик вибрационных плит // Механизация строительства. 2014. No 11. С. 32–35.Tyuremnov I.S., Novichihin A.A. Statisticheskij analiz tehnicheskih harakteristik vibracionnyh plit [Statistical analysis of the technical characteristics of vibrating plates]. Mehanizacija stroitel’stva, 2014; 11: 32–35 (in Russian).Мусияко Д.В., Расулов Р.А. Самоходная вибрационная плита с вальцем // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2016. No 4 (43). С. 73–80.Musijako D.V., Rasulov R.A. Samohodnaja vibracionnaja plita s val’cem [Self-propelled vibrating plate with a roller]. Vestnik Tihookeanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2016; 4(43): 73–80 (in Russian).Евсеев Е.Ю., Куприянов Р.В., Зубков А.Ф. Анализ применения вибрационных плит для ремонта дорожных покрытий нежесткого типа // Механизация строительства. 2011. No 6 (804). С. 28–31.Evseev E.Ju., Kuprijanov R.V., Zubkov A.F. Analiz primenenija vibracionnyh plit dlja remonta dorozhnyh pokrytij nezhestkogo tipa [Analysis of the vibrating plates use for repairing pavements of non-rigid type]. Mehanizacija stroitel’stva, 2011; 6(804): 28–31(in Russian).ТюремновИ.С.,ИгнатьевА.А.,Филатов И. С. Статистический анализ технических характеристик грунтовых вибрационных катков // Вестник ТОГУ. 2014. No 3(34). С. 81–88.Tyuremnov I.S., Ignat’ev A.A., Filatov I.S. Statisticheskij analiz tehnicheskih harakteristik gruntovyh vibracionnyh katkov [Statistical analysis of the technical characteristics of ground vibrating rollers]. Vestnik TOGU, 2014; 3(34): 81–88.Adam D., Kopf F. Operational Devices for Compaction Optimization and Quality Control (Continuous Compaction Control & Light Falling Weight Device) // Proceedings of the International Seminar on Geotechnics in Pavement and Railway Design and Construction, Athens, Greece. 2004. Р. 97–106.Adam D., Kopf F. Operational Devices for Compaction Optimization and Quality Control (Continuous Compaction Control & Light Falling Weight Device) Proceedings of the International Seminar on Geotechnics in Pavement and Railway Design and Construction, Athens, Greece. 2004; 97–106.Тюремнов И.С. Обзор систем непрерывного контроля уплотнения грунта для вибрационных катков. Часть 3. Особенности функционирования и «интеллектуальное уплотнение» // Вестник ТОГУ. 2016. No 2(41). С. 115–122.Tyuremnov I.S. Obzor sistem nepreryvnogo kontrolja uplotnenija grunta dlja vibracionnyh katkov. Part 3. Osobennosti funkcionirovanija i «intellektual’noe uplotnenie» [Overview of continuous soil compaction monitoring systems for vibrating rollers. Part 3. Features of the operation and “intelligent seal”]. Vestnik TOGU, 2016; 2(41): 115–122 (in Russian).Михеев В.В., Савельев С.В. Математическая модель уплотнения упруго-вязко-пластичной грунтовой среды при взаимодействии с рабочим органом дорожной машины в рамках модифицированного подхода сосредоточенных параметров [Электронный ресурс] // Вестник СибАДИ. 2017. No2(54). С. 28–36. Режим доступа: https://doi.org/10.26518/20717296-2017-2(54)-28-36Miheev V.V., Savel’ev S.V. Matematicheskaja model’ uplotnenija uprugovjazkoplastichnoj gruntovoj sredy pri vzaimodejstvii s rabochim organom dorozhnoj mashiny v ramkah modificirovannogo podhoda sosredotochennyh parametrov [Mathematical model of compaction of an elastoviscoplastic soil environment when interacting with a working body of a road machine within the framework of a modified approach of lumped parameters]. Vestnik SibADI, 2017; 2(54): 28–36 (in Russian). Aviailable at: https:// doi.org/10.26518/2071-7296-2017-2(54)-28-36 (accessed: 08.02.2018)Евсеев Е.Ю., Матвеев В.Н., Зубков А.Ф. Моделирование процесса взаимодействия вибрационной плиты с горячей асфальтобетонной смесью при ремонте дорожных покрытий// Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2012. No 4 (28). С. 70–77.Evseev E.Ju., Matveev V.N., Zubkov A.F. Modelirovanie processa vzaimodejstvija vibracionnoj plity s gorjachej asfal’tobetonnoj smes’ju pri remonte dorozhnyh pokrytij [Modeling the process of interaction of a vibrating plate with a hot mix asphalt during road pavement repair]. Nauchnyj vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Stroitel’stvo i arhitektura, 2012; 4(28): 70–77 (in Russian).Савельев С.В., Милюшенко С.А., Лашко А.Г. Модель взаимодействия рабочего органа вибрационного катка с уплотняемой средой // Механизация строительства. 2013. No 1 (823). С. 24–28.Savel’ev S.V., Miljushenko S.A., Lashko A.G. Bezotryvnye kolebanija. Model’ vzaimodejstvija rabochego organa vibracionnogo katka s uplotnjaemoj sredoj [Model of the interaction of the working body and the vibrating roller with compacted medium]. Mehanizacija stroitel’stva, 2013; 1(823): 24–28 (in Russian).Корчагина Е.А., Щербаков В.С. Моделирование динамической системы «возмущающие воздействия – каток – оператор» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https:// cyberleninka.ru/article/v/matematicheskayamodel-dinamicheskoy-sistemy-opornayapoverhnost-katok-operator.Korchagina E.A., Shherbakov V.S. Bezotryvnye kolebanija. Modelirovanie dinamicheskoj sistemy “vozmushhajushhie vozdejstvija katok operator” [Simulation of the dynamic system “disturbing influences – roller operator”]. Aviailable at: https://cyberleninka.ru/article/v/ matematicheskaya-model-dinamicheskoy-sistemy-opornaya-poverhnost-katok-operator (accessed: 08.02.2018) (in Russian).Носов С.В. Технологические режимы работы уплотняющих машин и закономерности уплотнения дорожно-строительных материалов на основе развития их реологии// Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2011. No 3 (23). С. 87–98.Nosov S.V. Bezotryvnye kolebanija. Tehnologicheskie rezhimy raboty uplotnjajushhih mashin i zakonomernosti uplotnenija dorozhno-stroitel’nyh materialov na osnove razvitija ih reologii [Technological modes of the compacting machines operation and patterns of the road-building materials compaction based on the development of their rheology]. Nauchnyj vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Stroitel’stvo i arhitektura, 2011; 3(23): 87–98 (in Russian).Тюремнов И.С., Игнатьев А.А. Уплотнение грунтов вибрационными катками: монография. Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2012. 140 с.Tyuremnov I.S., Ignat’ev A.A. Uplotnenie gruntov vibracionnymi katkami [Soil compaction using vibrating rollers]. Monografija. Jaroslavl’, izd-vo JAGTU, 2012; 140 p. (in Russian).Тюремнов И.С., Новичихин А.А. Уплотнение грунтов вибрационными плитами: монография. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2018. 143 с. 1 электрон. опт. диск.Tyuremnov I. S., Novichihin A.A. Uplotnenie gruntov vibracionnymi plitami. Monografija [Soil compaction using vibrating plates]. Jaroslavl’, izd-vo JAGTU, 2018; 143 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.