Рисунок 1 3 8 - Аэродромная уборочная машина ДЭ-224
advertisement
КГБПОУ «Благовещенский строительный техникум» С.В. Бобылев МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И АЭРОДРОМОВ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД Степное Озеро 2014 1 Организация-разработчик: КГБПОУ «Благовещенский строительный техникум» Разработчик: Бобылев С.В. - преподаватель высшей квалификационной категории КГБПОУ «Благовещенский строительный техникум» Рецензент: Ревякин Е.В. – преподаватель высшей квалификационной категории КГБПОУ «Благовещенский строительный техникум» В куре лекций изложена тема «Машины и оборудование для содержания автомобильных дорог и аэродромов в зимний период» программы учебной дисциплины «Эксплуатация дорожных машин, автомобилей и тракторов». Даны краткие сведения о назначении машин, их конструкции, принципе работы, необходимые справочные данные. 2 СОДЕРЖАНИЕ 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 3 2 ПЛУЖНЫЕ И ПЛУЖНО-ЩЕТОЧНЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ 5 3 РОТОРНЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ 9 4 ГАЗОСТРУЙНЫЕ И ГАЗОТУРБИННЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ 14 5 СНЕГОПОГРУЗЧИКИ 18 6 АНТИГОЛОЛЕДНЫЕ МАШИНЫ 7 УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МАШИНЫ (КОМПЛЕКСЫ) 199 22 3 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Зимой на дорогах образуются снежные отложения, наносы, накаты, наледи, гололед, при метелях значительно ухудшается видимость. Вследствие этого уменьшаются скорости движения автомобилей, снижается безопасность движения. Практика зимнего содержания дорог показывает, что нормальные условия эксплуатации дорог могут быть обеспечены, несмотря на принимаемые меры снегозадержания, лишь при оснащении дорожно-эксплуатационной службы соответствующими механизированными мобильными средствами. Для этих целей типажом предусмотрены различные машины, которыми можно выполнять патрульную очистку дорог от свежевыпавшего снега, расчистку дорог от снежных наносов и завалов, разбрасывание снежных валов, образующихся по краям дороги, уборку снега, ликвидацию наледей, накатов и гололеда, очистку аэродромов от снега, пыли и мусора. Для выполнения этих работ применяют различные снегоочистители, машины для удаления наледей и накатов, комбинированные пескоразбрасыватели и аэродромноуборочные машины. Все машины являются навесным оборудованием и монтируются на наиболее массовых автомобилях, тракторах, автогрейдерах и самоходных шасси. В зависимости от конструкции рабочего органа снегоочистители бывают плужные, роторные и газоструйные. В свою очередь, плужные снегоочистители подразделяются на одноотвальные и двухотвальные; роторные - на плужно-роторые, шнекороторные, фрезерные и фрезерно-роторные; газоструйные - на вентиляторные, компрессорные и газотурбинные. Классификация снегоочистителей Снегоочиститель (термин по ГОСТ 15840-70) Определение понятий типов и видов снегоочистителей Снегоочиститель - специальная машина для очистки аэродромов, дорог и других территорий от снега посредством его отбрасывания или Снегоочиститель сдвигания в сторону. В частности, плужный снегоочиститель - это снегоочиститель, плужный оборудованный спереди снежным плугом (снеговым отвалом) в качестве основного рабочего органа. Роторный снегоочиститель - машина, Снегоочиститель оборудованная метательным аппаратом (для отбрасывания снега в сторону) в качестве роторный основного рабочего органа. Снегоочиститель Плужно-щеточный снегоочиститель - это, по плужносути, плужный снегоочиститель, дополнительно щеточный оборудованный подметательной щеткой. (или щеточноплужный) Снегоочиститель Плужный снегоочиститель, снежный плуг которого в зафиксированном рабочем положении плужный одноотвальный может перемещать снег только в одну сторону Снегоочиститель Плужный снегоочиститель, снежный плуг которого может перемещать снег одновременно в плужный двухотвальный обе стороны Схема снегоочистителя 4 Снегоочиститель Роторный снегоочиститель с рабочим органом, состоящим из плуга со встроенными в него плужноодним или двумя роторами роторный Роторный снегоочиститель с рабочим органом, Снегоочиститель состоящим из одного или двух роторов и шнекороторный шнекового питателя Снегоочиститель Роторный снегоочиститель с рабочим органом, состоящим из одного или двух роторов и фрезернофрезерного питателя роторный Снегоочиститель Роторный снегоочиститель с фрезерным или с совмещенным шнековым рабочим органом, совмещающим рабочим органом операции по вырезанию и отбросу снега. Снегоочиститель Снегоочиститель на пневмоколесном ходу пневмоколесный Снегоочиститель Снегоочиститель на гусеничном ходу гусеничный Снегоочиститель Снегоочиститель на базе автомобиля автомобильный Снегоочиститель тракторный Тракторснегоочиститель Тракторный снегоочиститель (или тракторснегоочиститель) - это снегоочиститель на базе трактора. В странах СНГ очень популярен снегоочиститель на базе трактора МТЗ. Отвал снегоочистителя. Иногда отвалом снегоочистителя называют весь снежный плуг целиком. Однако, технически, отвал снегоочистителя - это всего лишь одна из его составных частей. Давайте рассмотрим их все: Основные узлы и детали отвала снегоочистителя Определения отвала снегоочистителя, его основных узлов и деталей Снежный плуг Рабочий орган плужного снегоочистителя, монтируемый в его передней части и предназначенный для срезания и сдвигания (отбрасывания) снега в сторону Отвал снежного плуга Отвал снегоочистителя Часть снежного плуга с ножом (с ножами), срезающая снег с очищаемой поверхности и перемещающая его в сторону Сплошной отвал снежного плуга снегоочистителя Отвал снежного плуга, рабочая часть которого, за исключением ножей, изготовлена в виде оплошного листа Схема узлов отвала снегоочистителя 5 Секционный отвал Отвал снежного плуга, рабочая часть которого состоит из отдельных секций снегоочистителя Отвал Сплошной отвал снежного плуга, нож снегоочистителя с которого состоит из отдельных секций секционным ножом Поворотный отвал Отвал снежного плуга с переменным углом захвата снегоочистителя Неповоротный отвал снегоочистителя Отвал снежного плуга с постоянным углом захвата Рама отвала снегоочистителя Поворотная рама отвала снегоочистителя Металлоконструкция, на которой монтируют отвал (отвалы) снежного плуга, опоры, предохранительные устройства и амортизаторы Рама поворотного отвала снежного плуга, предназначенная для обеспечения поворота отвала в горизонтальной плоскости Толкающая рама снегоочистителя Рама снежного плуга, предназначенная для передачи тягового усилия базовой машины снежному плугу Составная нижняя часть отвала снежного плуга, предназначенная для Нож отвала непосредственного срезания снега с полотна снегоочистителя дороги и состоящая из одной или нескольких секций Предохранительное Устройство, предохраняющее снежный плуг устройство отвала и базовую машину от поломок при наезде на препятствие снегоочистителя Устройство снежного плуга в виде ролика (роликов) или лыжи (лыж), предназначенное Опорное устройство для обеспечения необходимого зазора между отвала ножом (ножами) отвала снежного плуга и снегоочистителя дорожным покрытием и передачи на дорожное покрытие части массы отвала 2 ПЛУЖНЫЕ И ПЛУЖНО-ЩЕТОЧНЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ Плужные и плужно-щеточные снегоочистители в основном предназначаются для патрульного обслуживания дорог и текущей очистки взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов в зимнее время. Их использование наиболее эффективно по тонкому слою свежевыпавшего, неслежавшегося и неукатанного снежного покрова. Плужные снегоочистители выпускаются, главным образом, в виде навесного сменного оборудования к бульдозерам, автогрейдерам и мощным тягачам, способным, 6 благодаря большой силе тяги и курсовой устойчивости, очищать за один проход всю полосу движения со скоростью, обеспечивающей отбрасывание снега на обочину. Рисунок 1 - Плужный снегоочиститель на базе автомобиля КамАЗ Рисунок 2 - Одноотвальный плужный снегоочиститель Рисунок 3 - Одноотвальный плужный снегоочиститель К-702БКУ Одноотвальный снегоочиститель имеет отвал, устанавливаемый под углом 40—45° к направлению движения машины (рис.2, 3). Это обеспечивает передвижение по отвалу сдвигаемого снега в сторону обочины. Отвал имеет криволинейную, обычно конусную форму, развернутую в верхней части для лучшего отбрасывания снега. Двухотвальный снегоочиститель (рис.4) представляет собой снежный плуг, состоящий из двух сваренных между собой отвалов под углом 90°, также конического профиля. 7 Рисунок 4 - Двухотвальный плужный снегоочиститель При регулярной очистке городских и аэродромных территорий от свежевыпавшего снега наиболее часто используются плужно-щеточные снегоочистители на базе серийных или адаптированных автомобильных шасси, сдвигающие основную массу снега плугом с проезжей части в сторону обочины и очищающие покрытие от его остатков толщиной до 15 мм щеткой (рис. 5). Плуг устанавливается впереди автомобиля, а цилиндрическая щетка - под его рамой, между передней и задней осями. Угол между плугом и продольной осью машины может меняться от 90 до 70°, а ось щетки повернута под углом в плане, чтобы снег сметался от машины вперед, к правой обочине. Плуг состоит из отвала, ножей и рамы. Рисунок 5 - Снегоочиститель плужный, с подметальным оборудованием и пескоразбрасывателем 1 - распределитель сыпучих антигололедных материалов; 2 - бункер для сыпучих антигололедных материалов; 3 - кабина базового автомобиля; 4 - фронтальный косоустановленный снежный плуг переменной кривизны; 5 цилиндрическая косоустановленная подметальная щетка В наиболее простых и дешевых конструкциях отвал представляет собой монолитную плиту с цилиндрической поверхностью. Нижняя кромка отвала оснащается болтовыми зажимами для крепления секционных резиновых ножей, благодаря эластичности которых улучшается очистка поверхности. Отвалы снегоочистителей обеспечиваются предохранительными системами, предотвращающими поломку снегоочистительного оборудования. Предохранительное устройство уменьшает динамическую нагрузку на рабочее оборудование снегоочистителя при наезде отвалом на непреодолимое препятствие (неровности покрытия, бордюрный камень, крышку канализационного люка и др.) (рис. 6). При наезде на маловыступающие препятствия срабатывают ножи из полосовой износостойкой резины или комбинированные. При встрече с более крупным препятствием секции приподнимаются и подворачиваются. В исходное положение секция возвращается под действием прижимной пружины. 8 Рисунок 6 - Ножевое оборудование отвалов, предотвращающее поломку при наезде на препятствие: а – ножи из износостойкой резиновой полосы; б – отвал с подвижными секциями; 1 – секция отвала; 2 – возвратная пружина; 3 – соединительное звено; 4 – резиновая полоса; 5 – опорная лыжа В центре задней стенке отвала прикреплена поворотная рама плуга, позволяющая фиксировать плуг относительно сцепной рамы под различными углами. При простейшем варианте фиксатором служит металлический палец, вставляемый в совпадающие отверстия поворотной и сцепной рам. Сцепная рама в свою очередь через шарниры соединяется с толкающими штангами тяговой рамой, прикрепленной к лонжеронам шасси. Толкающие штанги могут быть и моноблочными и телескопическими, с амортизаторами внутри. Амортизаторы предохраняют раму базового шасси от ударных нагрузок, воспринимаемых плугом. Существуют плуги с многосекционными адаптирующимися к неровной поверхности отвалами, каждая секция которого крепится к обшей несущей конструкции независимой рычажно-пружинной подвеской, прижимающей секцию к поверхности покрытия и позволяющей ей перескакивать через неровности, крышки люков и другие препятствия. В последние годы на рынке появилось отечественное плужное оборудование с отвалами переменной по длине высоты и коническим козырьком, которые исключают пересыпание снега через верх отвала и позволяют убирать снег на повышенных скоростях с дальностью отбрасывания снега до 15 м и более. Цилиндрическая щетка представляет собой трубу, на которую надевают, плотно прижатые друг к другу, плоские кольца с запрессованным по внешней кромке ворсом. Собранная щетка крепится к кронштейнам, подвешенным к раме шасси гидроцилиндрами подъема/опускания, и приводится объемным гидромотором либо через встроенный в щетку планетарный, либо через внешний цепной редуктор. Щеточный ворс современных машин изготавливается из капронового моноволокна, но лучшее качество очистки покрытия от снега дает более жесткий и тонкий проволочный ворс. Его применение ограничено опасностью, которую представляют для пневмоколес автотранспорта обламывающиеся фрагменты проволочного ворса, остающиеся на дороге. Плужный снегоочиститель ДЭ-214С, навешенный на трактор К-700А (рис.7). Нижние рычаги навесной системы соединены с рамой трактора с помощью пружинных амортизаторов, а верхний рычаг соединен с кронштейном рамы с помощью фиксатора положения угла резания плуга. а) б) Рисунок 7 - Плужный снегоочиститель ДЭ-214С 9 В рабочем состоянии плуг скользит по поверхности дороги на трех лыжах. Подъем и опускание плуга осуществляется гидросистемой. Плужные одноотвальные и двухотвальные снегоочистители, монтируемые на автомобилях и колесных тракторах, при патрульной очистке дорог от свежевыпавшего снега на толщину 25—35 см на больших скоростях (30—40 км/ч) весьма эффективны. Они имеют высокие мобильность и производительность и значительную дальность отброса снега (на 6— 10 м). Двухотвальные снегоочистители, монтируемые на гусеничных тракторах класса 10 тс, оборудуются дополнительным боковым крылом и применяются на расчистке снежных отложений толщиной свыше 1 м (сдвигают снег в боковые валы). 3 РОТОРНЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ Роторные снегоочистители при работе выполняют две основные операции: вырезают снег из массива забоя и отбрасывают его ротором в сторону на расстояние до 35 м, не образовывая боковых валов (рис. 8) а) б) Рисунок 8 – Роторные снегоочистители Они используются при переброске свежевыпавшего и слежавшегося снега в сторону или погрузке в транспортные средства из снежных валов и куч, образованных после работы плужно-щеточных снегоочистителей. При этом роторным снегоочистителем отрывают слои снега от массива режущими органами, транспортируют его в метатель и отбрасывают в сторону или по направляющему патрубку (аппарату) в транспортное средство. Следовательно, в отличие от плужного снегоочистителя, который выбрасывает снег за счет движения машины вперед, в роторном снегоочистителе используется для этой цели вращающийся рабочий орган. Конструкция и типы этих машин достаточно разнообразны (рис.8а,б, рис.9а,б). а) б) Рисунок 9 – Шнекороторные снегоочистители Роторные снегоочистители могут быть с раздельным и совмещенным рабочими органами. Раздельный рабочий орган состоит из питателя, т. е. механизма, разрабатывающего 10 снег и подающего его к метателю, и метателя - механизма, выбрасывающего снег в сторону (рис. 10 а, б, в, г,д). Совмещенный рабочий орган, выполненный в виде режущего ротора или фрезы, одновременно разрабатывает снег, отрывает от массива и выбрасывает его по направляющему патрубку (направляющей улитке), т. е. служит метателем. Наиболее распространен совмещенный рабочий орган в виде фрезерного барабана, представляющего собой цилиндр с навитыми на его наружной поверхности режущими лентами и имеющего в средней части карманы-лопасти. При вращении фрезы и поступательном движении машины разрабатываемый снег перемещается с двух сторон в поперечном направлении к центру фрезерного барабана, где попадает в карманы и, проходя через выбросной патрубок, отбрасывается наружу. Преимущества роторных снегоочистителей с совмещенным рабочим органом (по сравнению с раздельным) - их компактность и меньшая масса; однако они малопроизводительны и уступают в дальности отбрасывания снега. По типу рабочего органа эти снегоочистители подразделяют на плужно-роторные. шнекороторные и фрезерно-роторные. Рабочее оборудование плужно-роторного снегоочистителя состоит из плуга, который направляет перемещающийся по его лобовой поверхности снег в ротор, отбрасывающий его в сторону. Снегоочистители такого типа наиболее эффективны для очистки дорожных покрытий от сухого рыхлого снега небольшой плотности. Рисунок 10 - Типы рабочих органов роторных снегоочистителей а - шнекороторный, б – фрезерно-роторный, в – плужно-роторный, г – фрезерный, д роторный. 1 - шнек, 2 - ротор. 3 - фреза ленточная, 4 – плуг, 5 - фрезерный барабан; 6 – плуг-нож; 7 – направляющая улитка Горизонтальной стрелкой показано направление движения снегоочистителя Рабочее оборудование шнекороторного снегоочистителя состоит из шнекового питателя, расположенного перпендикулярно оси машины, и установленного за ним (обычно одного) ротора; шнековый питатель может иметь один, два или три шнека, каждый из которых представляет собой трубу, с установленными на ней ленточными винтовыми лопастями (с правым и левым направлением витков). При работе шнекороторного снегоочистителя снег шнеками подается с периферии в центр к ротору, отбрасывающему его в сторону. У шнекороторных снегоочистителей (рис. 10, а) роторное устройство выполняют в виде вала с лопастями на ступице или в виде диска с наваренными лопастями. Вал или диск с приводным валом трансмиссии соединяются с – помощью предохранительных срезных устройств. Шнеки бывают однозаходными и реже двухзаходными и располагаются один над другим со смещением начальных витков при двухшнековом питателе на 380° и при трехшнековом - на 120°. Рабочий орган шнекороторного устройства монтируют в корпусе (кожухе), который в нижней передней части имеет подрезающий съемный двусторонний нож и опорные лыжи или колеса. Корпус ротора с улиткой поворачивается, так что обеспечивает 11 выброс снега в нужную сторону. Рабочий орган роторных снегоочистителей шире базовой машины на 0,3—0,4 м (рис.11). Шнекороторные снегоочистители имеют три различные кинематические схемы: с приводом шнекороторного устройства от двигателя базовой машины; с приводом рабочего органа и трансмиссии автомобиля от отдельно устанавливаемого двигателя в кузове машины (одномоторная); с приводом только рабочего органа от отдельно устанавливаемого двигателя в кузове машины (двухмоторная). Первая и вторая схемы в настоящее время применяются в роторных снегоочистителях малой производительности. Такие машины работают в городах и на очистке от снега автомобильных дорог. Третья схема применяется в мощных снегоочистителях, способных работать в плотном снеге и при большой толщине снежного покрова (до 1,5 м, преимущественно на аэродромах). Рисунок 11 - Шнекороторный снегоочиститель Наиболее эффективны эти машины при очистке дорожных покрытий от снега средней плотности и твердости. Рабочее оборудование фрезерно-роторного снегоочистителя состоит из фрезерного питателя и расположенного сзади него ротора. Питатель обычно представляет собой безбарабанную фрезу, имеющую ленточные ножи, которые при вращении разрабатывают снег и транспортируют его в центр к ротору. Наиболее эффективны фрезернороторные снегоочистители на очистке дорожных покрытий от плотного и смерзшегося снега. Базовым шасси роторных снегоочистителей может быть автомобиль (рис. 12), колесный и гусеничный тракторы, а также специальное шасси. При одномоторной схеме для привода рабочего органа снегоочистителя используется тот же двигатель, что и для привода движителя, а при двухмоторной - для привода рабочего органа устанавливается дополнительный двигатель. По производительности роторные снегоочистители делят на легкие (до 200 т/ч), средние (до 1000 т/ч) и тяжелые (более 1000 т/ч). При снегоочистке городских улиц и площадей наибольшее распространение получили легкие и средние шнекороторные, а также фрезерно-роторные снегоочистители. Рисунок 12 - Шнекороторный снегопогрузчик на базе автомобиля Урал-4320-10 1 - шнекороторное оборудование; 2 - направляющий аппарат снегометателя. 3 – фары рабочего освещения. 4 - моторный отсек, 5 - раздаточная коробка; 6 – рычажный механизм подвески шнекороторного оборудования, 7 - опорная лыжа 12 Рисунок 13 - Шнекороторное оборудование снегопогрузчика 1 - нижний шнек, 2 - ротор снегометателя. 3 - верхний ротор, 4 - кожух шнековой камеры, 5 - направляющий аппарат снегометателя, 6 - кожух редуктора привода шнеков; 7кожух снегометателя; 8 - козырек, отбрасывающий снег в зону работы шнеков; 9 - опорная лыжа; 10 - редуктор привода ротора У шнекороторных снегоочистителей (рис. 10 а) забой разрабатывается шнеками, расположенными один над другим. Они имеют значительную пропускную способность, но не могут эффективно разрабатывать слежавшийся плотный снег. Питание ротора в этом снегоочистителе осуществляется в значительной степени также за счет поступательного движения машины. Фрезерно-роторный рабочий орган (рис. 10, б) представляет собой комбинацию фрезерного питателя, выполняемого обычно в виде безбарабанного многозаходного ленточного шнека (фрезы) 7, и одного или двух роторов-метателей. Этот снегоочиститель не имеет недостатков фрезерного рабочего органа. Опыт эксплуатации роторных снегоочистителей в нашей стране с учетом климатических условий и физико-механических свойств снега показывает, что наиболее универсальными для очистки дорог и аэродромов являются автомобильные фрезернороторные снегоочистители (рис. 14), а для расчистки горных дорог, при большой плотности слежавшегося снега — тракторные фрезерно-роторные снегоочистители (рис. 15). Рисунок 14 - Снегоочиститель фрезерно-роторный СР-20Е Рисунок 15 - Снегоочиститель фрезерно-роторный Амкодор 9511 Для обслуживания снегоочистителя фрезерно-роторного требуется всего один человек. Высокая рабочая и транспортная скорость позволит этой машине быстро справиться 13 с большим объемом работы (когда работа осуществляется на участке дороги большой протяженности). Труба кожуха имеет большой угол наклона как в право, так и в лево - это обеспечивает удобную погрузку в транспортное средство при любых условиях работы. Для снегоочистителя фрезерно-роторного не страшны даже заносы высотой достигающие почти двух метров. В плужно-роторном снегоочистителе (рис. 10в, рис. 16) питание ротора 3 осуществляется подгребанием снега плугом-ножом и поступательным движением машины. Рисунок 16 - Снегоочиститель ОРС-29 Поэтому плужно-роторные снегоочистители применяют обычно в легких условиях - на сухом и рыхлом снеге небольшой плотности. Снегоочиститель ОРС-29 предназначен для очистки дорожных покрытий от снега, а также для удаления снежных валов, образующихся вдоль автомобильных дорог, образованных бульдозерами и плужными снегоочистителями, а также для погрузки снега в транспортное средство при плотности не более 0.6 т/м3. Снегоочиститель устанавливается на трактор МТЗ-82. Может эксплуатироваться как с гидроходоуменьшителем так и без него. Снегоочиститель рассчитан на эксплуатацию в зимнее время в зоне умеренного климата при температуре окружающего воздуха до минус 40°С. Толщина слоя убираемого снега до 30см. Дальность отброса основной массы снега 2,1м. Ширина захвата 2,3 м Рабочая скорость на первой передаче ходоуменьшителя и включенном понижающем редукторе до 20 км/ч Фрезерный снегоочиститель (рис. 10, г) имеет совмещенный рабочий орган в виде барабана с наваренными винтовыми лопастями, который одновременно разрабатывает забой и с помощью улитки 2 отбрасывает снег в сторону (рис.17). Рисунок 17 - Снегоочиститель ОРС-29 Обладая высокой режущей способностью, снегоочиститель имеет, однако, малую производительность и небольшую дальность отбрасывания снежной массы в связи с малой окружной скоростью барабана. Снегоочиститель фрезерный (снегомет) предназначен для очистки от снега обочины автодороги за барьерным ограждением при плотности снега не более 0,7 т/м3. Дальность отброса основной массы снега не менее - 8 м Ширина захвата - 1,1 м Наибольшая высота слоя снега, снимаемого за один проход - без установки на трактор ходоуменьшителя ,м - 0,45< 14 - с установкой ходоуменьшителя, м - 0,85 Скорость движения: - транспортная, км/ч - 20 - рабочая, км/ч - 0 – 0,5 Привод фрезы - гидравлический 4 ГАЗОСТРУЙНЫЕ И ГАЗОТУРБИННЫЕ СНЕГООЧИСТИТЕЛИ Газоструйные снегоочистители в основном предназначены для удаления с покрытий дорог и аэродромов свежевыпавшего снега, снежно-ледяных накатов и гололеда. Преимущества газоструйных снегоочистителей перед плужными или плужно-щеточными следующие; большая ширина захвата за один проход, высокая скорость очистки и, как следствие, большая производительность, возможность удалять снежно-ледяные накаты и гололед. Данные аэродромной службы и отдельные исследования показывают, что газоструйные снегоочистители, особенно с газотурбинными двигателями, значительно экономичнее плужно-щеточных машин, особенно при удалении снега слоем до 30 см. Вентиляторные газоструйные снегоочистители, как правило, выполняют в сочетании со щеточным, плужным или плужно-щеточным оборудованием. Принцип работы машины основан на последовательном воздействии на снег цилиндрической щетки и поддува снежной струи сжатым воздухом, получаемым с помощью высокопроизводительного вентилятора, приводимого от двигателя внутреннего сгорания. Конструкция аэродромной уборочной машины ДЭ-224. ДЭ-224 - аэродромная уборочная машина, служит для очистки взлетных полос аэродромов и автомобильных дорог от снега, грязи, пыли, мусора. Машина состоит из одноосного тягача МАЗ-546П (рис.18). Рисунок 18 - Аэродромная уборочная машина ДЭ-224 Спереди тягача устанавливается снегоочистительный отвал, который при помощи подвески крепится к кронштейнам рамы тягача. На раме также крепится уборочная дисковая щетка, состоящая из комплекта щеточных дисков. Сзади полуприцепа установлен авиадвигатель с воздухопроводом. ДЭ-224 очищает покрытие аэродрома от пыли и мусора струей воздуха, нагнетаемой авиадвигателем. Уборочная щетка из щеточных дисков предназначена для очистки от грязи и мокрого снега. Совмещение очистки при помощи авиадвигателя с использованием плужнощеточного оборудования позволяет достигать лучшего качества уборки. Струя воздуха от авиадвигателя обеспечивает большую ширину захвата при очистке покрытий аэродрома от свежевыпавшего сухого снега на высокой рабочей скорости уборочной машины. Также, воздушная струя отбрасывает и сглаживает остающийся после щетки или отвала снег. Рабочая скорость машины 40 км/ч. Доработка тягача МАЗ-546П для машины ДЭ-224 произведена в связи с навеской на раму тягача снегоочистительного отвала. Рама полуприцепа выполнена сварной и предназначена для монтажа на ней рабочих узлов. Произведенная доработка позволяет поворачивать отвал в плане в обе стороны на угол 55 градусов к продольной оси машины. Для обеспечения ширины захвата отвал выполнен секционным. В рабочем положении отвал опирается на два колеса, которые обеспечивают определенный зазор между режущей кромкой отвала и очищаемой поверхностью. Гидравлическая система предназначена для управления положением рабочих органов (щетки, отвал, насадки) аэродромной уборочной машины. Электрооборудование служит для 15 обеспечения запуска двигателей, наружного и внутреннего освещения машины, работы контрольных и сигнальных приборов. Напряжение 24 В. Группы электрооборудования машины включают в себя: электрооборудование тягача; электрооборудование авиадвигателя, обеспечивающего работу органов; системы и приборы снегоочистительного оборудования; электрооборудование подогревателя ПЖД-600; электрооборудование технологическое и светосигнальное. В отличие от вентиляторных и компрессорных снегоочистителей газотурбинные машины обладают большими энергетическими возможностями. Рабочие органы таких снегоочистителей формируют направленный газовый поток с высокой тепловой и кинетической энергией. Для этой цели обычно используют авиационные газотурбинные двигатели, отработавшие установленный летный ресурс. Создание тепловых машин вызвано бурным развитием гражданской авиации и особенно появлением реактивных пассажирских лайнеров. Известно, что при гололедных образованиях значительно снижаются сцепные качества покрытий аэродромов, в результате чего нарушается устойчивость движения и управляемость самолетов, увеличивается длина их пробега и отклонение от оси взлетно-посадочной полосы. Трудность борьбы с гололедом заключается в том, что силы сцепления льда с асфальтобетоном и цементобетоном (адгезия) больше сил внутримолекулярного сцепления частиц льда. Поэтому механическим способом практически невозможно полностью удалить гололед с поверхностей без разрушения последних. Процесс удаления гололеда тепловыми машинами весьма эффективен и основан на изменении агрегатного состояния льда (плавление и испарение образовавшейся воды) и отбрасывании частиц льда и воды за пределы обрабатываемого участка покрытия за счет кинетической энергии газового потока. Газотурбинный снегоочиститель ТМ-59 в качестве источника газовоздушного потока имеет авиационный двигатель ВК.-ЗА (рис.19) Рабочее оборудование размещено на самоходном шасси погрузчика Д-452. Система пуска двигателя упрощена. На шасси установлен топливный бак. Выходное сопло двигателя через эжектор атмосферного воздуха и систему трубопроводов соединено с рабочими соплами, благодаря чему можно регулировать температуру струи. Снегоочиститель оборудован противопожарной Рисунок 19 - Газотурбинный снегоочиститель ТМ-59 системой и системой аварийной остановки двигателя. Предусмотрено также снижение шумового воздействия на водителя-оператора; кабина дополнительно изолирована слоем поролона, имеет двойное остекление и др. Комбинорованные дорожные машины Для борьбы с гололедом на автомобильных дорогах их поступают песком или специальными смесями, обеспечивающими подтаивание льда. Как правило, для этих целей используют комбинированные дорожные машины (КДМ) (рис. 20, 21), которые имею различные виды оборудования для содержания автомобильный дорог и городских проездов в зимнее и летнее время. 16 Рисунок 20 – Комбинированная дорожная машина МДК-433362 Рисунок 21 – Дорожная машина НЕФАЗ МКДУ-2 Пескоразбрасыватели и универсальные разбрасыватели. Эти машины предназначены для разбрасывания химического реагента и песка на аэродромные и дорожные покрытия при их обледенении. Разбрасывающее оборудование монтируется на серийных грузовых автомобилях ЗИЛ-130, ГАЗ-53А, МАЗ, КамАЗ. Пескоразбрасыватель ПР-130 (ПРС-130) смонтирован на шасси автомобиля ЗИЛ и состоит из бункера для песка вместимостью 2,7 м3, питающего лотка с вибратором и пескоразбрасывающего диска с приводом (рис.22). В задней стенке бункера имеется подвижная заслонка для регулирования подачи песка на горловину питающего лотка. Под бункером расположен наклонный питающий лоток, по которому песок поступает на разбрасывающий диск. В задней части лотка к днищу прикреплен подвижный элемент вибратора эксцентрикового типа. Рисунок 22 – Дорожная машина НЕФАЗ МКДУ-2 Вибратор сообщает лотку поперечные колебания с амплитудой 6 мм, что обеспечивает перемещение песка из бункера по лотку на пескоразбрасывающий диск. На раме бункера установлены резиновые буфера, ограничивающие перемещение лотка в плоскости 17 качания. Вибратор получает вращение от коробки отбора мощности через карданные валы с промежуточной опорой и редуктор. Пескоразбрасывающий диск приводится во вращение от вибратора через клиноременную передачу и конический редуктор. Ведомое колесо конического редуктора передает вращение валу пескоразбрасывающего диска через обгонную и предохранительные муфты. Коробка отбора мощности установлена на коробке передач. Рабочие элементы коробки отбора мощности имеют привод от шестерни промежуточного вала коробки передач через паразитную шестерню. Машина может быть укомплектована различными комбинациями спецоборудования: пескоразбрасывающее, солепескоразбрасывающее (с закрывающим тентом), система увлажнения соли для солепескоразбрасывающего оборудования, распределитель жидких противогололёдных реагентов, автоматизированная цифровая система управления распределением противогололёдных материалов АЦСУ (или дистанционная цифровая система управления распределением противогололёдных материалов ДЦСУ), поливомоечное оборудование с центробежным насосным агрегатом и поворотными соплами, высоконапорное поливомоечное оборудование с передней поворотной гребёнкой с форсунками, отвал поворотный, щётка средняя. Таблица 1- Технические характеристики комбинированных дорожных машин Наименование характеристики МКДУ-2 МДК-433362/МДК432932 Базовое шасси КамАЗ 65115 Полная масса, кг Вместимость цистерны: Пескоразбрасывателя, м3 Вместимость цистерны для воды или жидких реагентов, м3 самосвального кузова, м3 Грузоподъемность, кг Ширина снегоочистки передним поворотным отвалом, м Ширина распределения противогололедных материалов, м 22200 7,8 8 10 15000 2,6 – 3,4 4 – 10 ЗИЛ-433362, ЗИЛ432932 4,6 6,0(6,5) 4,6 6500 2,6-3,0 3-10 Для скалывания небольших наледей на дорогах типажом предусмотрена универсальная машина КО -707, монтируемая на колесном тракторе МТЗ-80/82 (рис.23). В качестве рабочего оборудования она имеет снежный отвал с обрезиненной кромкой длиной 2500 мм, устройство для скалывания слежавшегося снега в виде двухгребенчатых ножей длиной по 600 мм и круглую щетку диаметром 600 мм с шириной полосы очистки 1600 мм. Все три рабочих органа и сменный бульдозерный отвал имеют независимое гидравлическое управление и могут включаться в работу с места водителя в любом сочетании. Толщина слежавшегося снега, удаляемого за один проход, - 100 мм, производительность при этом составляет 10 тыс. м2/ч. Рисунок 23 – Машина уборочная универсальная КО 18 Таблица 2 - Техническая характеристика снегоочистителей СНЕГОПОГРУЗЧИКИ машина дорога содержание Предназначены для эвакуации снежных масс значительной толщины за границы покрытия или в транспортные средства. Их использование наиболее эффективно при уборке снега, складированного в высокие лотковые и придорожные валы или бурты. Лаповые снегопогрузчики (рис. 24) используются, в основном, для перегрузки в транспорт снега, собранного плужными снегоочистителями в валы на лотковой части городских улиц. Погрузчики монтируются на специализированных шасси, собранных из стандартных конструкций и агрегатов серийных грузовых автомобилей. Рабочее оборудование состоит из лапового питателя, расположенного перед погрузчиком, и наклонного скребкового конвейера, ориентированного вдоль продольной оси машины. 5 Рисунок 24 – Снегопогрузчик лаповый Рабочие органы расположены в коробе, широкая часть которого с лаповым питателем, загребающим снег в короб, начинается перед машиной, а узкая - с конвейером, проходит над всеми агрегатами машины и выступает так далеко, чтобы под нее мог стать самосвал. Лапа представляет собой изогнутую металлическую пластину, поставленную на ребро и средней частью шарнирно закрепленную на кривошипе вращающегося диска, установленного в широкой части короба заподлицо с днищем. Штифт в днище короба, входящий в паз в задней части лапы, вынуждает ее переднюю кромку двигаться по эллипсу, подгребая снег от боковых стенок короба к скребковому конвейеру. В приемном лотке короба симметрично установлены две лапы, двигающиеся навстречу со сдвигом по фазе и перекрывающие рабочие зоны друг друга. Снег, сгребаемый лапами к середине приемного лотка короба, попадает на цепной скребковый конвейер, поднимается им к разгрузочному концу и выгружается в кузов самосвала. Наиболее эффективны лаповые погрузчики при 19 погрузке неслежавшегося снега, так как усилия лап и тяги машины недостаточно для разрушения смерзшихся или спрессованных снежных массивов. Фрезерные погрузчики (рис. 25), благодаря особенностям своего рабочего органа, эффективны при перегрузке куч и валов слежавшегося и смерзшегося снега. Рисунок 25 – Снегопогрузчик с фрезерным питателем Эти погрузчики оснащены питателем фрезерного типа и наклонным скребковым конвейером, подающим снег в транспортное средство. Фрезерный питатель состоит из двух соосных фрез разной или равной длины (длина зависит от размещения загрузочного отверстия конвейера), каждая из которых представляет собой металлические полосы, образующие края двух- или трехзаходных цилиндрических спиралей, связанных с центральным валом радиальными спицами. Вращаясь, фрезы врезаются в снежный массив, обрушивают и измельчают его фрагменты и смещают снежную массу к центру кожуха фрезы, откуда она выносится конвейером в кузов самосвала. 6 АНТИГОЛОЛЕДНЫЕ МАШИНЫ Антигололедные машины. Предназначены для поддержания в зимний период сцепных свойств покрытия на уровне, гарантирующем безопасное движение транспорта. Наиболее массовым способом борьбы с гололедом является распределение по обледеневшему покрытию песка, гранитной крошки, кристаллических и жидких хлоридов и различных комбинаций этих веществ. Песок и гранитная крошка повышают сцепление колес с обледеневшим покрытием, но при интенсивном движении их быстро выносит на обочины. Хлориды инициируют таяние льда и снежного наката (температура замерзания соленой воды значительно ниже 0°С), но при резком падении температуры могут привести к еще большему обледенению. Кроме того, наличие избытка воды на поверхности покрытия при высоких скоростях транспорта чревато опасностью аквапланирования. Машины для распределения сыпучих антигололедных материалов, как правило, являются универсальными и в теплое время года переоборудуются в поливомоечные. Они монтируются на шасси серийных грузовых автомобилей (рис. 21 - 23), либо на специализированных пневмоколесных шасси. Песок, гранитная крошка или смесь песка с солью засыпаются в бункер в форме трапециевидной призмы, обращенной меньшим основанием вниз. Открытый верх бункера забран двускатной решеткой, играющей роль сита. По днищу бункера проложен цепной скребковый конвейер (питатель), выносящий содержимое к заднему торцу бункера, где установлено распределительное устройство. Горизонтальный диск с радиальными вертикальными лопастями на нижней плоскости, закрытый кожухом, вращаясь, разбрасывает антигололедный материал через щели в кожухе по окружающей поверхности относительно равномерным слоем. Расход материала может регулироваться скоростью питателя, скоростью вращения диска, размером и ориентацией расходных щелей кожуха. Универсальный разбрасыватель КО-104А (рис. 26) предназначен для распределения по поверхности дорожного покрытия пескосоляной смеси или других химических реагентов, применяемых при зимнем содержании улиц, площадей и дорог. В летнее время 20 разбрасыватель переоборудуется и может быть использован как самосвал для перевозки сыпучих грузов. Специальное оборудование машины смонтировано на шасси автомобиля ГАЗ-53А и состоит из кузова, скребкового конвейера, разбрасывающего диска и гидропривода конвейера. При переоборудовании разбрасывателя в самосвал дополнительно устанавливают: кронштейн гидроподъемника, гидроподъемник, механизм закрытия борта, кран управления. Технологический материал, предназначенный для распределения по поверхности улицы или дороги, подается скребковым конвейером из кузова через бункер на разбрасывающий диск, который, вращаясь, равномерно разбрасывает его по поверхности дороги. Плотность посыпки регулируется тремя способами: изменением скорости движения конвейера, ограничением шиберной заслонкой количества поступающего с конвейера технологического материала для посыпки, изменением частоты вращения разбрасывающего диска. Кузов - цельнометаллическая сварная конструкция с наклонными боковыми стенками, устанавливается на подрамнике, закрепленном на лонжеронах шасси. На верху кузова установлена решетка из металлических прутьев для предохранения от попадания в него крупных камней, глины или смерзшегося песка. Сзади на кузов навешивается борт, к которому крепится бункер. Задний и передний борта кузова имеют проемы для прохода верхней ветви конвейера. Спереди, на боковых балках кузова установлен механизм натяжения ветвей конвейера. Конвейер разбрасывателя (скребкового типа) установлен на звездочках ведущего и Рисунок 26 - Разбрасыватель универсальный KO-104A 1 - редуктор привода конвейера 2 - бункер; 3 - рычаг шибера, 4 - скребковый конвейер, 5 - кузов. 6 – решетка, 7 – механизм натяжения конвейера, 8 - пульт управления, 9 – кронштейн запасного колеса, 10 - насос; 11 – надрамник, 12 - гидросистема; 13разбрасывающий диск ведомого валов, находящихся в бункере на передних кронштейнах кузова. Верхняя часть конвейера проходит внутри кузова (скребки движутся по его дну), нижняя - под дном кузова (по направляющим). Внутри бункера установлен ведущий вал конвейера и шиберная заслонка, позволяющая регулировать высоту слоя разбрасываемых материалов. Поднимают и опускают заслонку вручную рычагом Разбрасывающий диск с гидромотором установлен под бункером и обеспечивает распределение технологических материалов, поступающих из бункера. В последние 10-15 лет методы борьбы с гололедом на автомобильных дорогах постоянно расширяются и совершенствуются. Сегодня для повышения сцепления колес автомобилей с дорожным покрытием в зимних условиях (при наличии на поверхности покрытия тонких слоев снега и льда) в России, странах Скандинавии, Италии, Франции, Германии, США, Швейцарии и Канаде широко применяют россыпь на поверхности покрытия песка, мелкого щебня или отсева с размером зерен 0-5 мм, соли и солепесчаной смеси, а также распределение солевого раствора. Оборудование для россыпи (разбрасывания) твердых материалов и распределения (розлива) жидких химреагентов представляет собой сменные навесные или прицепные рабочие органы (рис. 27), которые устанавливаются на различные автомобильные базы. 21 а) б) Рисунок 27 - Навесной (а) и прицепной(б) пескоразбрасыватель Достаточно часто подобным оборудованием снабжаются комбинированные дорожные машины (КДМ). Ряд отечественных представителей этого сегмента коммунальной техники представлен на рис.28. а) б) в) Рисунок 28 - Комбинированные дорожные машины: а) КДМ КМ-600С на шасси КамАЗ-65111 (самосвал); б) КДМ-313 на шасси КамАЗ53229; в) 69283 (Сокол). а) б) в) Рисунок 29 - Комбинированные дорожные машины зарубежного производства: а) Распределитель RSP фирмы «SCHMIDT»; б) Распределитель Sirius фирмы «Epoke»; в) распределитель «Giletta» В качестве емкости для минеральных материалов и соли во всех машинах используют бункера V-образного сечения, закрытые решеткой для исключения попадания крупных и посторонних предметов и съемным (быстрозакрываемым) тентом. В качестве дозатора минеральных материалов используют: скребковые цепные питатели, ленточные резиновые конвейеры, пластинчатые конвейеры, шнековые конвейеры. Для распределения соли, минеральных материалов и солевых растворов используют дисковые разбрасыватели. Следует отметить, что применение каждого из антигололедных материалов имеет свой диапазон (в зависимости от температуры воздуха), свои экономические и экологические последствия применения. Нормативными документами установлены оптимальные и допустимые параметры воздуха (температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне) в зависимости от категории тяжести работ и периода года. Соль и солевые растворы обычно применяют при переходе температуры воздуха в течение суток через 0°С и при наличии угроз такого перехода, т.е. до температуры воздуха не ниже минус 10°С. Минеральные материалы (песок и мелкий щебень) применяют при 22 температуре воздуха ниже минус 10°С, и, как правило, только и сразу после очистки покрытия от снега. Солеминеральные смеси (песок и мелкий щебень с добавкой соли) применяют при температуре воздуха от минус 5°С до 15°С, и особенно при угрозе выпадения небольшого снега, убрать который снегоочистителем не представляется возможным. Наименьшие затраты и наибольшее экологическое воздействие на окружающую природу имеет способ распределения солевого раствора, так как расход равен 40-50, редко 50100 мл/м2. Большие затраты и большое экологическое воздействие на окружающую среду имеет способ распределения соли (как правило, смоченной), когда расход равен 5-50, редко 50-100 г/мг. Наибольшие затраты, с учетом необходимости последующей очистки покрытия и устройств водоотвода, связаны с распределением песка и мелкого щебня, когда расход равен в основном 50-300 г/мг. В конце XX века в ряде стран Скандинавии (Швеция, Норвегия) был опробован метод борьбы с гололедом при постоянной отрицательной температуре воздуха ниже 10-15 °С распределением горячего (160-180 °С) мелкого (1-4 мм) щебня. Для реализации этого метода бункер пескоразбрасывателя оснащается жаровой трубой с горелкой на дизельном топливе. 7 УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МАШИНЫ (КОМПЛЕКСЫ) Коммунально-дорожный комплекс "Тройка-2000" изготавливается на шасси автомобиля Урал 55571-30. Зимнее исполнение (рис. 30). Предназначен для очистки дорожного полотна, откосов от снега, удаления наледи, подачи песко-солевой смеси на дорожное полотно. Работы выполняемые в зимний период: 1.Очистка дорожных покрытий от сухого снега . Очистка производится на ширину от 2,5 до 5,5 м за один проход на скорости от 40 до 60 км/ч. Очистка производится как при содержании в чистом виде , так и при содержании в накате. 2. Очистка обочин от снега. Очистка производится одновременно с очисткой покрытия боковым отвалом. 3. Срезка снежных валов на обочинах. При работе передним и средним отвалом валы на обочине, как правило, не образуются. Срезка валов боковым отвалом производится при любой плотности снега. 4. Уборка мокрого снега (шуги). Уборка с помощью резиновых ножей, установленных на среднем отвале. 5. Нарезка борозд. Работа производится на обочинах и покрытиях, содержащихся в накате, для задержания материалов. Работа производится средним отвалом с решётчатым ножом или ножом с вращающимися зубцами. Рисунок 30 - Коммунально-дорожный комплекс "Тройка-2000" зимнее исполнение 6.Срезка льда и наката с покрытий. Срезка производится средним отвалом с помощью решетчатых или вращающихся ножей. 7. Ликвидация или нейтрализация скользкости. Распределение противогололёдных материалов: песок, песко-соляных смесей, распределение производится как валковыми распределителями, так и тарельчатыми с точностью дозирования от 0,05 до 0,4 г/м. 23 8. Нейтрализация или предупреждение образования скользкости. Нанесение на покрытие: чистой соли, соляных растворов. Характеристики: Передний отвал: гидравлический привод, рабочая ширина 2950 мм, угол расчистки 45 град, дальность отбрасывания снега 5-20 м, Боковой отвал: ширина захвата 2200 мм, гидравлический привод Средний отвал: ширина захвата при одновременном использовании бокового и среднего отвалов 5100мм, гидравлический привод Пескоразбрасыватель: гидравлический привод, ширина полосы посыпки, мм 2850, средняя плотность посыпки инертными материалами, г/м2 50-400, средняя плотность посыпки реагентами, г/м2 20-60 Скорость транспортная, км/ч 50 Вопросы для самоконтроля 1. Какая техника используется для зимнего содержания дорог? 2. Виды снегоочистителей в зависимости от особенностей рабочего оборудования. 3. Виды рабочего оборудования, используемого для зимней очистки территорий. 4. Виды снегопогрузчиков. Принцип их работы. 5. Какие машины и рабочее оборудование используются для распределения антигололедных материалов?
