Выбор методов и методологий проведения

РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»

ТЕМА:Совершенствование оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог

Выполнил: студент группы М01-505-1

Абрамова Ю.З.

Проверил: к.т.н., доцент

Токарев Ю.В.

Ижевск 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 3

Выбор методов и методологий проведения, научного исследования. 5

Заключение. 16

Список литературы.. 17

ВВЕДЕНИЕ

При эксплуатации дорог их покрытия подвергаются воздействию от движущихся транспортных средств, различных климатических факторов и т.д., что вызывает деформацию, разрушение и износ покрытия. Неисправности дорожного покрытия, приводящие к снижению эксплуатационных качеств дороги, устраняют ремонтными работами [1].

Перед ремонтом швов предварительно очищают ремонтируемые места от загрязнений продуванием сжатым воздухом (вакуум). Удаляется пыль, место ремонта очищается от кусков асфальта, щебня, грязи.

При ремонте асфальтобетонного покрытия существуют следующие методы:

1. Струйно-инъекционный;

2. Ямочный;

3. Литой асфальтобетон.

Струйно-инъекционная холодная технология заделки выбоин на дорожных покрытиях с помощью битумной эмульсии и каменного материала считается сейчас передовой и прогрессивной, несмотря на то, что в странах Европы и в Америке ее применяют давно и успешно. Главная особенность данной технологии в том, что все необходимые операции выполняются рабочим органом одной машины (установки) самоходного или прицепного типа.

Ямочный ремонт асфальтобетонных покрытий происходит с применением различных технологий и материалов, что в совокупности определяет качество‚ надежность и стоимость, то есть эффективность ремонтных работ. Данный вид ремонта включает в себя устранение трещин, выбоин, просадок, восстановление шероховатости и ровности покрытия, устройство слоев износа.

Первой и наиболее распространенной технологией ямочного ремонта является традиционный ремонт горячими асфальтобетонными смесями, которые должны по составу быть приближены к составу старого ремонтируемого покрытия. Основной недостаток такой технологии – ограничение в температурах окружающей среды и самой смеси, которой будет заполняться ремонтируемый участок.

Применение литого асфальтобетона обеспечивает большую долговечность по сравнению с другими типами асфальтобетона. Он обладает высокой плотностью, является наиболее водонепроницаемым, более устойчив к коррозии, а также меньше подвержен износу.

Все приведенные способы требуют очистки. От качества подготовительных работ в значительной степени зависит прочность сцепления поврежденных поверхностей цементобетона с ремонтными материалами и, следовательно, качество ремонта, т.е. качество заделки поврежденных мест резинобитумной мастикой и герметизирующими пастами.

Перед ремонтом швов предварительно очищают ремонтируемые места от загрязнений и масляных пятен при небольших объемах вручную с помощью жестких, металлических щеток, а при значительных — электрощетками. Масляные пятна удаляют путем их обработки водным раствором соляной кислоты или с помощью пескоструйных аппаратов. Очищенные места промывают водой (поливочно-моечной машиной) и продувают сжатым воздухом, удаляя оставшуюся в ремонтируемых местах воду. Также очистка производится с помощью воздуходувок и вакуумных насосов.

Недостатками при очистке щетками вручную затрачивается много энергии и времени, уровень очистки неудовлетворительный, следовательно, качество ремонта останется низким.

Соляная кислота - прямой источник воздействия на окружающую среду. При проливах соляной кислоты возможно образование очагов химического поражения на обширной территории.

При промывке поливочно-моечными машинами затрачиваются большие объемы воды, необходимы резервуары и запасы.

Воздуходувки не отличаются своей конструкцией от вакуумных одноступенчатых насосов – это обратимые машины. Единственное отличие - количество потребляемой энергии.

Современный инструмент представляет собой устройство для подачи воздуха под давлением от 10 до 100 кПа. Конструкция состоит из двигателя и компрессора, звукоизолирующего кожуха и узла передачи момента вращения. Направляется воздух при помощи длинного раструба.

Двухроторные воздуходувки могут работать как в режиме откачки для создания вакуума, так и в режиме компрессора для нагнетания газов и смесей.

Объект исследования

В данной работе объектом исследования оборудование для очистки швов и выемок.

Цель работы

Целью выпускной квалификационной работы является совершенствование оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог.

Задачи работы

Для достижения поставленной цели, решались следующие задачи:

1) Исследовать возможности расширения функций установки;

2) Исследовать процесс отделения частиц разных размеров;

3) Совершенствовать системы очистки воздуха для уменьшения ее габаритов.

НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

На основании поставленных задач необходимо разработать структуру и план выполнения научного исследования, затем, согласно плану, подобрать методы решения каждой задачи.

1. Теоретический (поиск решений данной задачи других исследователей);

2. Экспериментальный (разработка состава);

3. Измерение (измерение характеристик и их анализ)

Анализ и синтез это фактическое или мысленное разложение целого на части, рассмотрение их отдельных сторон и процесс их обратного соединения в целое. Эти процессы взаимообусловлены, их нельзя отрывать друг от друга, противопоставлять или абсолютизировать один из них.

На основании изученных литературных источников производится выбор наиболее эффективных параметров для оборудования, при этом выдвигаются гипотезы их возможного влияния на свойства и структуру. Строить предположения позволяют методы индукции и дедукции.

Индукция — это способ рассуждения и метод исследования, в котором общий вывод строится на основе частных посылок. То есть, рассмотрев результаты различных исследований, приходят к общему выводу, что определенные показатели оборудования будут эффективны.

Дедукция — это способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера.

Таким образом, дедукция может дополнять индукцию, расширяя объём полученного знания, но может служить и началом новой теоретической системы, когда в качестве общей посылки выступает новая научная идея. Гипотетико-дедуктивный метод - специфический приём, сущность которого заключается в создании системы дедуктивно связанных между собой гипотез.

Для проведения эмпирических наблюдений и экспериментов необходимо создать физическую модель (Оборудование для очистки швов и выемок).

Материальным (физическим) является вид моделирования [7], который состоит в замене изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу. В науке любой эксперимент, производимый для выявления тех или иных закономерностей изучаемого явления или для проверки правильности и границ применимости найденных теоретическим путем результатов, по существу представляет собою моделирование, т. к. объектом эксперимента является конкретная модель, обладающая необходимыми физическими свойствами, а в ходе эксперимента должны выполняться основные требования, предъявляемые к физическому моделированию. В основе физического моделирования лежат теория подобия и анализ размерностей. Основой эксперимента является научно поставленный опыт с точно учитываемыми и управляемыми условиями. Основными целями эксперимента являются выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования. По числу варьируемых факторов существуют однофакторный и многофакторный эксперименты. Однофакторный эксперимент предполагает исключение малозначимых факторов, выделение существенных факторов и их поочередное варьирование. Для проведения эксперимента необходимо разработать программу, включающую: цель и задачи эксперимента; выбор варьирующих факторов; обоснование объема эксперимента, числа опытов; порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов; выбор шага изменения факторов; обоснование средств измерений; описание проведения эксперимента; обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Программа эксперимента:

Установление оптимальных параметров оборудования

Таким образом, рассмотрим каждый пункт более подробно в программе экспериментов.

ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Целью эксперимента является разработка и совершенствование универсального оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог. Для этого необходимо решить следующие задачи:

- произвести обзор конструкций воздуходувок и вакуумных установок;

- произвести обзор технологий;

- исследовать возможности расширения функций установки;

- исследовать процесс отделения частиц разных размеров.

Расчет вентилятора

Согласно ГОСТ 53637-2009 стандартными условиями считаются: pст=100 кПа, Тст= 25 °С [5].

Эквивалентная мощность:

(1.2)

где: – коэффициент механических потерь, =0,85;

– утечки воздуха, =1.

Мощность всасывания:

(1.3)

Эквивалентная мощность:

(1.4)

Подбираем двигатель Honda iGX-340 на 8 кВт. Это серия двигателей с регулятором оборотов STR Governor, позволяющая выбирать один из девяти режимов работы двигателя, поддерживать постоянную скорость работы двигателя даже при изменяющейся нагрузке.

Расчет циклона

Определяем диаметр циклона:

(1.5)

где: – оптимальная скорость в циклоне.

Ближайший диаметр циклона D = 400 мм.

Действительная скорость:

(1.6)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эффективность представленных методов исследования максимальна. В целом проведя данное исследование методологически верно, как представлено в реферате можно смело судить о возможности совершенствования установки.

Агрегат будет полезен, если будет автономным и удовлетворит следующим условиям:

pст=100 кПа, расход воздуха G=0,5 кг/с, Vвозд= 32 м/с, Nэкв=8 кВт и будет перемещаться универсальным транспортным оборудованием.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. URL: http://stroy-technics.ru/article/tekhnologiya-remonta-dorog

2. URL: http://zadocs.ru

3. URL:http://www.dalgakiran.su/ru/articles/132

4. URL: http://komfortnyj-dom.info/sadovyj-pylesos-ili-vozduxoduvka.html.

5. ГОСТ 53637-2009 « Турбокомпрессоры автотракторные».

6. URL: http://www.difa.by/state/

7. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Наука, 1963.

РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ»

ТЕМА:Совершенствование оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог

Выполнил: студент группы М01-505-1

Абрамова Ю.З.

Проверил: к.т.н., доцент

Токарев Ю.В.

Ижевск 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. 3

Выбор методов и методологий проведения, научного исследования. 5

Заключение. 16

Список литературы.. 17

ВВЕДЕНИЕ

При эксплуатации дорог их покрытия подвергаются воздействию от движущихся транспортных средств, различных климатических факторов и т.д., что вызывает деформацию, разрушение и износ покрытия. Неисправности дорожного покрытия, приводящие к снижению эксплуатационных качеств дороги, устраняют ремонтными работами [1].

Перед ремонтом швов предварительно очищают ремонтируемые места от загрязнений продуванием сжатым воздухом (вакуум). Удаляется пыль, место ремонта очищается от кусков асфальта, щебня, грязи.

При ремонте асфальтобетонного покрытия существуют следующие методы:

1. Струйно-инъекционный;

2. Ямочный;

3. Литой асфальтобетон.

Струйно-инъекционная холодная технология заделки выбоин на дорожных покрытиях с помощью битумной эмульсии и каменного материала считается сейчас передовой и прогрессивной, несмотря на то, что в странах Европы и в Америке ее применяют давно и успешно. Главная особенность данной технологии в том, что все необходимые операции выполняются рабочим органом одной машины (установки) самоходного или прицепного типа.

Ямочный ремонт асфальтобетонных покрытий происходит с применением различных технологий и материалов, что в совокупности определяет качество‚ надежность и стоимость, то есть эффективность ремонтных работ. Данный вид ремонта включает в себя устранение трещин, выбоин, просадок, восстановление шероховатости и ровности покрытия, устройство слоев износа.

Первой и наиболее распространенной технологией ямочного ремонта является традиционный ремонт горячими асфальтобетонными смесями, которые должны по составу быть приближены к составу старого ремонтируемого покрытия. Основной недостаток такой технологии – ограничение в температурах окружающей среды и самой смеси, которой будет заполняться ремонтируемый участок.

Применение литого асфальтобетона обеспечивает большую долговечность по сравнению с другими типами асфальтобетона. Он обладает высокой плотностью, является наиболее водонепроницаемым, более устойчив к коррозии, а также меньше подвержен износу.

Все приведенные способы требуют очистки. От качества подготовительных работ в значительной степени зависит прочность сцепления поврежденных поверхностей цементобетона с ремонтными материалами и, следовательно, качество ремонта, т.е. качество заделки поврежденных мест резинобитумной мастикой и герметизирующими пастами.

Перед ремонтом швов предварительно очищают ремонтируемые места от загрязнений и масляных пятен при небольших объемах вручную с помощью жестких, металлических щеток, а при значительных — электрощетками. Масляные пятна удаляют путем их обработки водным раствором соляной кислоты или с помощью пескоструйных аппаратов. Очищенные места промывают водой (поливочно-моечной машиной) и продувают сжатым воздухом, удаляя оставшуюся в ремонтируемых местах воду. Также очистка производится с помощью воздуходувок и вакуумных насосов.

Недостатками при очистке щетками вручную затрачивается много энергии и времени, уровень очистки неудовлетворительный, следовательно, качество ремонта останется низким.

Соляная кислота - прямой источник воздействия на окружающую среду. При проливах соляной кислоты возможно образование очагов химического поражения на обширной территории.

При промывке поливочно-моечными машинами затрачиваются большие объемы воды, необходимы резервуары и запасы.

Воздуходувки не отличаются своей конструкцией от вакуумных одноступенчатых насосов – это обратимые машины. Единственное отличие - количество потребляемой энергии.

Современный инструмент представляет собой устройство для подачи воздуха под давлением от 10 до 100 кПа. Конструкция состоит из двигателя и компрессора, звукоизолирующего кожуха и узла передачи момента вращения. Направляется воздух при помощи длинного раструба.

Двухроторные воздуходувки могут работать как в режиме откачки для создания вакуума, так и в режиме компрессора для нагнетания газов и смесей.

Объект исследования

В данной работе объектом исследования оборудование для очистки швов и выемок.

Цель работы

Целью выпускной квалификационной работы является совершенствование оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог.

Задачи работы

Для достижения поставленной цели, решались следующие задачи:

1) Исследовать возможности расширения функций установки;

2) Исследовать процесс отделения частиц разных размеров;

3) Совершенствовать системы очистки воздуха для уменьшения ее габаритов.

ВЫБОР МЕТОДОВ И МЕТОДОЛОГИЙ ПРОВЕДЕНИЯ

НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

На основании поставленных задач необходимо разработать структуру и план выполнения научного исследования, затем, согласно плану, подобрать методы решения каждой задачи.

1. Теоретический (поиск решений данной задачи других исследователей);

2. Экспериментальный (разработка состава);

3. Измерение (измерение характеристик и их анализ)

Анализ и синтез это фактическое или мысленное разложение целого на части, рассмотрение их отдельных сторон и процесс их обратного соединения в целое. Эти процессы взаимообусловлены, их нельзя отрывать друг от друга, противопоставлять или абсолютизировать один из них.

На основании изученных литературных источников производится выбор наиболее эффективных параметров для оборудования, при этом выдвигаются гипотезы их возможного влияния на свойства и структуру. Строить предположения позволяют методы индукции и дедукции.

Индукция — это способ рассуждения и метод исследования, в котором общий вывод строится на основе частных посылок. То есть, рассмотрев результаты различных исследований, приходят к общему выводу, что определенные показатели оборудования будут эффективны.

Дедукция — это способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера.

Таким образом, дедукция может дополнять индукцию, расширяя объём полученного знания, но может служить и началом новой теоретической системы, когда в качестве общей посылки выступает новая научная идея. Гипотетико-дедуктивный метод - специфический приём, сущность которого заключается в создании системы дедуктивно связанных между собой гипотез.

Для проведения эмпирических наблюдений и экспериментов необходимо создать физическую модель (Оборудование для очистки швов и выемок).

Материальным (физическим) является вид моделирования [7], который состоит в замене изучения некоторого объекта или явления экспериментальным исследованием его модели, имеющей ту же физическую природу. В науке любой эксперимент, производимый для выявления тех или иных закономерностей изучаемого явления или для проверки правильности и границ применимости найденных теоретическим путем результатов, по существу представляет собою моделирование, т. к. объектом эксперимента является конкретная модель, обладающая необходимыми физическими свойствами, а в ходе эксперимента должны выполняться основные требования, предъявляемые к физическому моделированию. В основе физического моделирования лежат теория подобия и анализ размерностей. Основой эксперимента является научно поставленный опыт с точно учитываемыми и управляемыми условиями. Основными целями эксперимента являются выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования. По числу варьируемых факторов существуют однофакторный и многофакторный эксперименты. Однофакторный эксперимент предполагает исключение малозначимых факторов, выделение существенных факторов и их поочередное варьирование. Для проведения эксперимента необходимо разработать программу, включающую: цель и задачи эксперимента; выбор варьирующих факторов; обоснование объема эксперимента, числа опытов; порядок реализации опытов, определение последовательности изменения факторов; выбор шага изменения факторов; обоснование средств измерений; описание проведения эксперимента; обоснование способов обработки и анализа результатов эксперимента.

Программа эксперимента:

Установление оптимальных параметров оборудования

Таким образом, рассмотрим каждый пункт более подробно в программе экспериментов.

ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Целью эксперимента является разработка и совершенствование универсального оборудования для очистки швов и выемок при ямочном ремонте дорог. Для этого необходимо решить следующие задачи:

- произвести обзор конструкций воздуходувок и вакуумных установок;

- произвести обзор технологий;

- исследовать возможности расширения функций установки;

- исследовать процесс отделения частиц разных размеров.