УСТАНОВКА ДЛЯ СКАЛЫВАНИЯ ЛЬДА

Полезная модель относится к области коммунального машиностроения и может применяться для механизированной уборки территорий от наледи и уплотненного снега.
Для борьбы с ледяным покрытием тротуаров и дорог используются различные соли и химикаты, применение которых приводит к загрязнению окружающей среды. Механическое удаление льда ломами, скребками и другими ручными ударными инструментами требует значительных физических усилий, они малопроизводительны и повреждают асфальтовое покрытие. Использование специальной дорожной техники неэффективно из-за разрушительного воздействия рабочих органов машин на дорожное покрытие, к тому же применение подобных устройств требует вложения значительных средств. Создание простых и надежных коммунальных машин для работы зимой - по-прежнему задача №1 в сфере ЖКХ.
Для устранения перечисленных недостатков разработан аппарат ротационного резания для механизации работ по очистке тротуаров и дорог от наледи и уплотненного снега (см. М.Н. Гатитулин, С.Д. Сметанин, А.С. Дувакин, Ю.Н. Стрельцов. Коммунальная техника для очистки дорожного полотна от снега и льда.) - http://www.pressn.ru/new. Аппарат оснащен рабочими органами в виде ротационных фрез, измельчающих ледяное покрытие дорог. Недостатком такого аппарата является невысокий срок службы его рабочих органов ввиду их быстрого износа и как следствие частая замена сменных режущих чашек.
Известно устройство для скалывания льда и уплотненного снега (RU №106261, опуб. 10.07.2011 г.). Устройство содержит подвижную плиту, вибратор, монтажную плиту, двигатель, трансмиссию, упругие элементы и рукоять управления. Снизу подвижной плиты закреплены вертикальные ножи, а сверху смонтирован виброблок, монтажная плита с двигателем опирается на пружины и связана с подвижной плитой также с помощью пружин. Недостатком данного устройства является трудность горизонтального перемещения машины во время работы при толщине снега и льда более 2-3 мм.
Наиболее близким аналогом из известных является льдоскалыватель (патент на ПМ №1 17458, опуб. 27.06.2012), включающий раму в виде подвижной плиты и расположенный на ней виброблок, соединенный трансмиссией с приводом, расположенным на монтажной плите, которая закреплена на подвижной плите с помощью пружин. На подвижной плите расположены скалывающие элементы, выполненные в виде ножей, и ролики, закрепленные с возможностью вращения на осях с ножами. Виброблок смонтирован наклонно под углом к поверхности плиты, а для фиксации его в этом положении используются резиновые шарики- подушки. Недостатком прототипа является сложность конструкции и недостаточная надежность устройства, так как ролики с закрепленными на них скалывающими ножами не выдерживают длительной нагрузки в зимних условиях и часто выходят из строя. Устройство нестабильно работает при возрастании ледяного слоя до 1-2-х см. Использование резиновых подушек для фиксации рабочего органа в нужном положении также весьма ненадежно и проблематично, особенно в морозную погоду.
Предлагаемая полезная модель решает задачу упрощения конструкции и повышения надежности в эксплуатации. Задача решается тем, что установка, включающая горизонтально установленные верхнюю и нижнюю рамы, соединенные друг с другом с помощью пружин, двигатель, связанный трансмиссией, например, клиноременной передачей, с приводным валом, например, коленчатым, скалывающие элементы со средствами их крепления, снабжена механизмом подъема-опускания верхней рамы, выполненным в виде прижимных кулачков, закрепленных на верхней раме и связанных с помощью крестовины- направляющей с нижней рамой, и винта регулировки величины подъема-опускания, на котором находятся каретки, соединенные с прижимными кулачками, например, с помощью тяг, в качестве средств для крепления скалывающих элементов использованы кривошипы, при этом скалывающие элементы выполнены подпружиненными, а приводных коленчатых валов может быть от одного до четырех. Скалывающие элементы могут быть выполнены в виде заостренных книзу ударников.
Сущность устройства поясняется прилагаемым чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид установки, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - вид спереди. Установка включает двигатель 1, связанный трансмиссией 2 (например, клиноременной передачей) с приводным валом 3, например, коленчатым, верхнюю (рабочую) раму 4 и нижнюю (опорную) раму 5, установленные горизонтально, пружины 6, связывающие рамы 4 и 5. На валу 3 имеется кривошип 7, в котором через пружину 8 закреплен скалывающий элемент (заостренный ударник) 9. Коленчатых валов 3 с кривошипами 7 может быть несколько (от одного до четырех). Вращение коленвалов 3 с кривошипами 7 производится двойными шкивами 10 через трансмиссию (клиноременную передачу) 2. Механизм подъема-опускания верхней рамы 4 с укрепленными на ней рабочими органами включает прижимные кулачки 11, закрепленные на раме 4 и связанные с крестовиной - направляющей 12, установленной на нижней раме 5, снабженной колесами 13, а также винт 14, соединенный с рукоятью 15. Винт 14, предназначенный для регулировки степени подъема-опускания рамы 4, имеет каретки 16, соединенные с помощью тяг (не показаны) с кулачками 11.
Работа полезной модели: исходное положение перед началом работы - верхняя рама 4(рабочая) находится в крайнем верхнем положении. Оператор визуально определяет степень опускания верхней рамы 4 вниз. Это зависит от глубины слоя льда или снежного наката, которые необходимо убрать.
Затем с помощью рукояти 15, воздействующей на прижимные кулачки 11 через винт 14, оператор устанавливает раму 4 в нужное положение так, чтобы скалывающие элементы (заостренные ударники) 9 при работе не задевали дорожное покрытие. Затем с помощью привода (клиноременной передачи) 2 включается вращение коленвалов 3 с кривошипами 7 и скалывающими элементами 9. Одновременно привод 2 передает вращение на колеса 13 нижней рамы 5, установка приходит в движение. При вращении кривошипов 7 ударники 9 соударяются с поверхностью льда и заостренными концами разрушают его. Щетка-сметка (не показана) убирает разрушенный лед. Снежно-ледяной накат и лед имеют как правило неровную поверхность, включающую камни и другие твердые тела, попадающие на дорогу. Подпружиненные ударники 9 позволяют обходить данные преграды и избегать поломок рабочего органа установки.
В отличие от конструктивно сложного и недостаточно надежного прототипа, в котором налицо трудность обеспечения поступательного движения устройства и нестабильность его работы при возрастании ледяного покрова, в предлагаемой полезной модели скалывание льда производится с помощью простых и надежных средств, не требующих значительных усилий. То, что установка снабжена механизмом подъема-опускания верхней рамы 4, выполненным в виде прижимных кулачков 11, закрепленных на верхней раме 4 и связанных с помощью крестовины-направляющей 12 с нижней рамой 5, и винта регулировки 14, воздействующего с помощью тяг (не показаны) на прижимные кулачки 11, а в качестве средств для крепления скалывающих элементов 9 используются кривошипы 7, при этом скалывающие элементы 9 выполнены подпружиненными, позволяет говорить о том, что достигается поставленная задача - создание конструктивно несложного и надежного в работе оборудования для скалывания льда. Немаловажным фактором являются и невысокие затраты на изготовление полезной модели: так, в ней возможно использование уже исчерпавших свой моторесурс коленчатых валов с частотой вращения до 100 оборотов в мин. Для надежной работы установки этого достаточно.
Конкретный пример выполнения полезной модели. Установка проста в изготовлении. Две рамы 4 и 5 - четырехугольной формы, изготовлены из уголка 45 мм, марка стали - №3. В качестве приводных используются коленчатые валы 3 от автомобиля ГАЗ со скоростью вращения 100 об/мин. (в количестве 4-х штук). Коленвалы 3 установлены в подшипниках скольжения (не показаны). Подпружиненные ударники 9 и кривошипы 7 выполнены из конструкционной углеродистой стали высокой прочности - стали марки 45. В качестве привода 2 использована клиноременная передача, шкив - двухрядный. Двигатель 1 - ДВС. Щетка-сметка (не показана) также работает от ДВС.
Опытный образец установки прошел испытания и показал положительные результаты.