РАБОЧИЙ ОРГАН ЛЬДОУБОРОЧНОЙ МАШИНЫ

Решение относится к дорожному машиностроению, в частности к машинам для удаления льда и снежно-ледяных накатов с поверхности автомобильных дорог и аэродромов, тротуаров и дворовых территорий.
Известен рабочий орган льдоскалывающей машины (авторское свидетельство СССР №1168647, Е 01 Н 5/12, 1985 г.), содержащий горизонтально расположенный вал, установленный в подшипниках навесного оборудования базовой уборочной машины. К валу прикреплены вдоль его оси гибкие тяги, которые выполнены жесткими, в плоскости перпендикулярной плоскости вращения вала. В качестве гибких тяг использованы шарнирно соединенные между пальцами пластины. К свободным концам тяг прикреплены меньшим основанием ударники, выполненные в виде усеченного конуса, ударники установлены с возможностью поворота вокруг оси закрепления.
Недостатком данного рабочего органа является то, что использование в качестве тяг шарнирно соединенных между пальцами пластин требует перед началом работы предварительного раскручивания рабочего органа, что снижает производительность очистки дорожных покрытий. Наличие в конструкции тяг большого количества составных элементов значительно снижает надежность работы всего рабочего органа в целом. Отсутствует возможность одновременной уборки разрушенного материала с поверхности дороги. Кроме того, форма ударников не позволяет удалять лед малой толщины.
В качестве прототипа принят рабочий орган льдоуборочной машины (патент РФ №2094563, Е 01 Н 1/05, 1997 г.), содержащий привод, раму в виде крестовин, расположенных на противоположных концах приводного вала, с установленными на ней цилиндрическими щетками, связанными с валом и между собой. На осях цилиндрических щеток установлены с возможностью вращения дробящие диски, позволяющие размельчать спрессованные образования материала на поверхности дороги. При этом диски одной оси смещены относительно дисков соседней оси на величину S=t/n, где t - шаг между дисками одной оси, n - число осей в рабочем органе.
Недостатком данного рабочего органа является то, что жесткие диски не обеспечивают эффективность разрушения льда на неровных поверхностях, нельзя удалить тонкий слой льда. Цилиндрические щетки, в ворсе которых установлены диски, исключают возможность регулировки их положения относительно друг друга по длине вала.
Решаемая задача - совершенствование конструкции рабочего органа льдоуборочной машины.
Технический результат - повышение эффективности работы рабочего органа льдоуборочной машины за счет возможности регулирования его рабочего режима, путем варьирования составляющих его деталей и узлов
при различных льдообразованиях и состояниях очищаемой поверхности. Этот технический результат достигается тем, что в рабочем органе льдоуборочной машины, содержащем горизонтально расположенный вал, на котором установлены диски и щетка, причем диски установлены вплотную друг к другу по длине вала и на каждом из них смонтированы бойки - посредством гибкой связи из проволоки рессорно-пружинной стали и ворс щетки, варьируя размеры, форму, массу, количество и расположение бойков на отдельных дисках, а также расположение самих дисков по длине вала относительно друг друга за счет вставки промежуточных колец, можно добиться удаления, как небольших по толщине (3-5 мм) снежно-ледяных накатов и льда, так и толщиной до 50 мм.
Предлагаемый рабочий орган льдоуборочной машины приведен на чертежах: фиг.1 - общий вид рабочего органа, фиг.2 - рабочий орган в разрезе, фиг.3 - боек клинообразной формы с линейной рабочей кромкой, фиг.4 - боек каплеобразной формы с заостренной рабочей кромкой, фиг.5 -боек шарообразной формы.
Сущность изобретения: рабочий орган льдоуборочной машины (см. фиг.1, фиг.2) выполнен в виде вала 1, горизонтально установленного в подшипниках 2 навесного оборудования (не показано) базовой машины. Привод вала 1 во вращение осуществляется через шестерню 3. По длине вала 1 вплотную друг к другу установлены отдельные диски 4, на которых смонтированы бойки 5 посредством гибкой упругой связи 6, изготавливаемой из цельной проволоки рессорно-пружинной стали. В зависимости от толщины и физико-механических свойств разрабатываемой среды, бойки 5 выполняются различной формы (см. фиг.3, фиг.4, фиг.5) и устанавливаются на рабочий орган комплектами, каждый из которых состоит из бойков 5 одинаковой формы. Таким образом, форма рабочих кромок 7 определяется выбранной формой бойков 5. Кроме того, на каждом диске 4 смонтирован ворс 8 щетки. Вал 1 выполнен с буртом 9 на одном конце и с зажимающим фланцем 10 на другом, для фиксации дисков 4 после сборки.
Рабочий орган льдоуборочной машины работает следующим образом: при вращении вала 1 бойки 5 без предварительного раскручивания рабочего органа наносят удары по льду. В момент удара упругие связи 6 отклоняются, исключая жесткую связь бойков 5 с валом 1, и энергия отскока или избыточный импульс бойков 5 расходуется на перемещение и деформацию упругой связи 6. Кроме того, снежно-ледяной накат и лед имеют, как правило, не ровную поверхность, включающую в себя так же различные компоненты в виде камней и других твердых тел, попадающих на дорогу. Упругая связь 6 позволяет «обходить» данные преграды и избегать поломок рабочего органа. С другой стороны, бойки 5, разбивая лед, лишь частично отбрасывают его осколки с дороги, поэтому ворс 8 очищает дорожную поверхность от разрушенного материала. Кроме того, щетка используется и для срезания оставшихся неровностей.
Характер разрушения удаляемого материала напрямую зависит от формы бойков. Применительно ко льду и снежно-ледяному накату она может
быть клинообразной с линейной рабочей кромкой (фиг.3), каплеобразной с острой рабочей кромкой (фиг.4) или шарообразной (фиг.5). При большой толщине льда применяется клинообразная форма из-за наличия линейной рабочей кромки, которая срезает оставшийся лед после удара с поверхности дороги, подобно ворсу щетки. При малой толщине льда и для снежно-ледяного наката применяется шарообразная и каплеобразная форма бойков соответственно.
Рабочий орган льдоуборочной машины может быть установлен на плужно-щеточную машину КО-807 (инструкция по эксплуатации), на базе трактора МТЗ-82, а также на коммунальную машину КПМ-432 (инструкция по эксплуатации), на базе автомобиля ЗиЛ-130. Тогда диаметр расположения рабочих кромок бойков, их скорость вращения определится из технических характеристик данных машин: 0,5-0,9 м и 530-680 оборотов в минуту соответственно. А масса и форма бойков определится из предполагаемой толщины разрабатываемого материала, его свойств.
Преимущества рабочего органа льдоуборочной машины:
- удаляет лед и снежно-ледяные накаты с любого типа покрытий дорог и аэродромов;
- не требует дополнительных специальных приспособлений при установке на машины;
- возможность применения различных комбинаций бойков, что дает повышение эффективности очистки поверхности дорог при различных условиях;
- быстрая установка на машины;
- обладает малой металлоемкостью и энергоемкостью;
- удаляет снежно-ледяной накат и лед, как маленькой, так и большой толщины.
Описанная конструкция рабочего органа льдоуборочной машины компактна и проста в изготовлении. Кроме того, после прохода льдоуборочной машины нет необходимости в очистке дороги от разрушенного материала.