Оптимальные параметры ворса цилиндрической щётки

Большую часть работ по механизированной уборке городских территорий, автодорог, покрытий аэропортов выполняется при помощи спецтехники, оборудованной цилиндрическими щётками. Популярность данного вида подметально-уборочной техники также подтверждается множеством проектов, как по улучшению рабочих характеристик щётки, так и по исследованию общих процессов механизированной уборки территории.

Изучение созданной теории и многочисленных практических решений на базе различных дорожно-строительных машин показало, что, несмотря на большое количество исследований, экспериментов и расчётов, процессы взаимодействия ворса щётки с удаляемым материалом, а также непосредственно с поверхностью, слабо изучены. Данное обстоятельство сильно замедляет возможность дальнейшего развития подметального рабочего оборудования и создания на его основе перспективных образцов коммунальной техники.

Для отражения эффективности проектируемого оборудования необходимо принять некий обобщённый параметр, представляющий количественное отображение качества уборки, также позволяющий сравнивать различное подметальное оборудование между собой. В исследовательской работе российского учёного Л.М. Гусева таким параметром является количественный показатель, описывающий соотношение между конечным и исходным количеством смёта, загрязняющего очищаемую территорию. Дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования процессов формирования объёмов смёта, удаляемого цилиндрической щёткой, позволили создать математическую модель, которая учитывает воздействие удаляемого смёта и режимов работы на характеристики ворса щётки. Также в ней удалось учесть следующие немаловажные параметры: зависимость объёма удаляемого материала с поверхности от размеров, жёсткости и формы поперечного сечения ворсинок, шага установки ворсинок по образующей и в поперечном сечении барабана, а также длины, формы следа ворсинок в объёме убираемого материала.

На основе созданной математической модели и проведённых с помощью неё исследований были получены следующие выводы:

1. Недостатки предыдущих теоретических и экспериментальных исследований в том, что предложенные методики не учитывали жёсткость, размеры и форму ворсинок, шага их расстановки по образующей и в поперечном сечении барабана, а также длины, формы следа ворсинок в массиве смёта.
2. Высказанная гипотеза является наиболее близким схематическим представлением физической сути процессов, из которых складывается процедура подметания поверхности при помощи универсальной спецтехники.
3. Параметр эффективности устанавливает количественную зависимость качества уборки поверхности от характеристик щётки, режимов её работы.
4. Экспериментально доказаны зависимости критерия принятия решения от параметров цилиндрической щётки, режимов её работы, что делает возможным их использование в математической модели без каких-либо ограничений.
5. Полученная математическая модель взаимодействия ворсинок цилиндрической щётки с убираемым материалом и очищаемой поверхностью близка к настоящему физическому процессу, так как наиболее точно отражает его количественные характеристики. Тем самым на основе данной теории могут быть разработаны новые практические методики определения параметров ворса цилиндрической подметальной щётки.