Стенд для исследования гидроабразивной очистки и резания материалов транспортной инфраструктуры

Гусев Т.Д., Лакомкин А.А., Колесниченко Д.С., Кузнецов Е.В., Саковцев И.А.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург

Ключевые слова: гидроабразивная обработка, гидроструйная очистка, гидроабразивное резание, экспериментальный стенд, транспортная инфраструктура, очистка дорог от снега и льда.

Аннотация. В статье приведен анализ применяемых в строительстве, ремонте и содержании улично-дорожной инфраструктуры технологий резки и очистки материалов. Обращено внимание на преимущества и перспективы применения гидроабразивного навесного оборудования в данных сферах. Освещена проблема недостаточной изученности процессов изменения основных параметров оборудования при выполнении очистки и резания материалов, наиболее распространенных в дорожных и строительных конструкциях, несмотря на широкое распространение гидроабразивных технологий в строительстве и машиностроении. Рассмотрена конструкция стенда в целом и его основных узлов, принцип работы и основные регулируемые параметры, определяющие эффективность гидроабразивного воздействия. Обосновано внедрение шагового двигателя и программируемого блока управления для повышения точности и воспроизводимости результатов экспериментов. Приведены теоретически обоснованные формулы для расчета пневмомеханического транспортера, создаваемого для подачи и дозирования абразива. При составлении формул учитывалось влияние сил взаимодействия частиц с окружающей воздушной средой и конструкционными элементами устройства. Рассмотрены преимущества модульной конструкции стенда, обеспечивающие задел для модернизации. Приведены примеры возможных конструктивных решений при модернизации стенда, позволяющих проводить экспериментальные исследования по имитации процессов резания и бурения материалов различной прочности и очистки поверхностей от загрязнений. Предлагаемые технические решения обеспечивают возможность дальнейшего развития стенда для решения смежных задач.

Stand for research of hydroabrasive purification and cutting of transport infrastructure materials

Gusev T.D., Lakomkin A.A., Kolesnichenko D.S., Kuznetsov E.V., Sakovtsev I.A.

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg

Keywords: waterjet machining, waterjet cleaning, waterjet cutting, experimental bench, transport infrastructure, road cleaning from snow and ice.

Abstract. The article provides an analysis of cutting and cleaning technologies used in construction, repair and maintenance of road infrastructure. Attention is drawn to the advantages and prospects of using waterjet attachments in these areas. The problem of insufficient knowledge of the processes of changing the basic parameters of equipment during cleaning and cutting of materials most common in road and building structures is highlighted, despite the widespread use of waterjet technologies in construction and mechanical engineering. The design of the stand as a whole and its main components, the principle of operation and the main adjustable parameters determining the effectiveness of the waterjet action are considered. The introduction of a stepper motor and a programmable control unit is justified to improve the accuracy and reproducibility of experimental results. Theoretically justified formulas for calculating the pneumomechanical conveyor created for feeding and dosing the abrasive are given. When drawing up the formulas, the influence of the forces of interaction of particles with the surrounding air environment and the structural elements of the device was taken into account. The advantages of the modular design of the stand, providing a foundation for modernization, are considered. Examples of possible design solutions for the modernization of the stand are given, allowing experimental studies to simulate the processes of cutting and drilling materials of various strengths and cleaning surfaces from contamination. The proposed technical solutions provide an opportunity for further development of the stand to solve related tasks.