Коммунальная машина

Полезная модель относится к коммунальной технике и предназначена для поддержания оптимальной силы прижатия щёточного рабочего оборудования (ЩРО) для всех типов дорожного полотна, повышения надежности и ресурса цилиндрической щётки (ЦЩ), а также повышения эффективности рабочего процесса коммунальной машины (КМ).
Известно устройство (патент RU 113523. Рабочий орган для дорожных уборочных машин), отличающееся упрощенной конструкцией рабочего органа и повышенной надежностью в эксплуатации.
Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении надежности в эксплуатации, достигается в предлагаемом рабочем органе для дорожных уборочных машин, содержащем щетку, выполненную в виде барабана и расположенную в кожухе, закрепленном на раме, опорные колеса (ОК) и привод,отличающийся тем, что он содержит кронштейны, шарнирно связанные с рамой, поперечную балку и механизм регулировки положения ОК, при этом ОК закреплены на кронштейнах, жестко связанных между собой поперечной балкой, механизм регулировки положения ОК выполнен в виде талрепа, шарнирно связанного с рамой и упомянутой поперечной балкой, привод выполнен в виде гидромотора, расположенного непосредственно на оси щетки и связанного с гидравлической системой КМ.
Однако известное устройство обладает следующими недостатками: устройство не позволяет изменять положение ЩРО при зачистке прибордюрного пространства, работа в стесненных условиях осложняется повышенной вероятностью поломки ОК; прижим щётки осуществляется неравномерно, что приводит к повышенному износу щётки и, как следствие, к снижению  производительности машины.
Известно устройство (патент SU 1588829 Рабочий орган подметально-уборочных машины), отличающееся более высоким качеством подметания и уменьшением износа ворса щетки.
Эффект достигается за счёт того, что необходимые усилия прижима ворса к дорожному полотну могут быть оптимизированы путем изменения массы ворсодержателей для обеспечения лучшего качества подметания и минимального износа ворса. При изменении скорости вращения приводного вала одновременно с увеличением центробежных сил и перемещением ворсодержателей от оси вала возрастают силы трения ворса о дорожное полотно, а канаты стремятся намотаться на вал и возвратить ворсодержатели  в исходное положение. В результате, при переменных режимах вращения приводного вала происходит автоматическое поддержание необходимых усилий прижима ворса к дорожному полотну.
Однако известное устройство обладает следующими недостатками: работа в стесненных условиях осложняется повышенной вероятностью поломки опорных катков.
Известно устройство (патент RU 2246577 Бесприводная цилиндрическая щетка), отличающееся меньшей энергоемкостью процесса уборки, лучшим качеством очистки дорожного полотна.
Эффект достигается за счет того, что, во-первых, для уменьшения энергоемкости процесса уборки в обод приводного колеса ЦЩ встроена планетарная передача, которая позволяет (практически без потери мощности двигателя машины на передвижение бесприводной ЦЩ) передавать крутящий момент от приводного колеса ЦЩ к ее валу посредством саттелитов; во-вторых, улучшение качества очистки достигается полным копированием профиля дорожного полотна ЦЩ, ось вала которой совпадает с осью ее приводного колеса.
Недостатком данного устройства является наличие приводного колеса, что усложняет конструкцию, не позволяет очищать прибордюрное пространство, не обеспечивает регулировку прижима щёточного рабочего оборудования (ЩРО), что приводит к неравномерному износу щётки.
Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является полезная модель (патент RU 190156 Коммунальная машина), предназначенная для повышения эффективности дорожно-уборочных работ.
Целью является обеспечение оптимального значения силы прижима ЩРО к дорожному полотну.
Цель достигается тем, что КМ, содержащая гидроцилиндр, управляющий вертикальной координатой ЩРО, насосную станцию, нагнетающую рабочую жидкость в систему, электрогидрораспределитель, осуществляющий управление гидроцилиндром, датчики давления в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра, блок управления, состоящий из усилителей сигналов датчиков, элемент сравнения, задатчик оптимального значения силы прижатия ЩРО, усилитель мощности для увеличения величины сигнала с блока управления на электрогидрораспределитель, обеспечивает оптимальное значение силы прижима ЩРО к дорожному полотну, что осуществляется за счет регулирования давлений в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра, управляющего вертикальной координатой ЩРО, при помощи датчиков давления и блока управления электрогидрораспределителем.
Недостатками данного устройства являются использование постоянно включенной насосной станции, что снижает энергоэффективность рабочего процесса КМ, использование электронного блока управления, для работы с которым необходим более высокий уровень квалификации оператора.
Задачей полезной модели является повышение эффективности ЩРО КМ за счёт увеличения контактной зоны, а также увеличение ресурса щёточного ворса путем обеспечения оптимального значения силы прижатия ворса к очищаемой поверхности. Кроме того, использование в качестве исполнительного механизма гидроцилиндра (ГЦ)  дает возможность отказаться от использования ОК, что облегчает эксплуатацию и обслуживание ЩРО.
Указанный технический результат достигается тем, что КМ, содержащая ЩРО, ГЦ подъёма ЩРО, насосную станцию трехсекционный гидрораспределитель, гидробак, дополнена двухсекционным гидрораспределителем, гидропневмоаккумулятором (ГПА), который создаёт оптимальное значение давления в штоковой полости. ГЦ и тем самым создаёт оптимальную силу прижатия ЩРО к обрабатываемой поверхности.
Полезная модель поясняется нижеследующим описанием и прилагаемым к нему чертежом, где на фигуре 1 схематично изображены насосная станция 1, трехсекционный гидрораспределитель 2, двухсекционный гидрораспределитель 3, ГПА 4, ГЦ 5, ЩРО 6,  гидробак 7. Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальное значение силы прижатия ЩРО к очищаемой поверхности.
Принцип управления силой прижатия ЩРО 6 заключается в обеспечении требуемого давления в штоковой полости ГЦ 5 за счет подключения ГПА 4 через гидрораспределитель 3.
В момент наезда ЩРО 6 на возвышенность в поршневой полости ГЦ 5 возникает избыточное давление, которое сбрасывается через гидрораспределитель 3 в гидробак 7.  В штоковой полости при этом давление падает. Для предотвращения падения давления рабочая жидкость поступает из ГПА 4 через гидрораспределитель 3  в штоковую полость. ЩРО 6 поднимается до тех пор, пока давления в полостях ГЦ 5 не восстановятся и сила прижатия не достигнет требуемой величины.
В момент прохождения  ЩРО 6 над впадиной сила прижатия щётки к дорожному полотну уменьшается, что приводит к изменению соотношения давлений в полостях ГЦ 5. В этом случае ЩРО 6 опускается, при этом в поршневой полости возникает разряжение, за счет которого жидкость из гидробака 7 через гидрораспределитель 3 поступает в поршневую полость. Давление в штоковой полости увеличивается, жидкость через гидрораспределитель 3 поступает в ГПА 4. ЩРО 6 опускается до тех пор, пока давления в полостях ГЦ 5 не восстановятся и сила прижатия не достигнет требуемой величины.
Использование этого способа управления положением ЩРО позволяет повысить эффективность РП КМ за счет увеличения контактной зоны, а также повысить ресурс щёточного ворса, обеспечив практически постоянное значение силы трения ворса о дорожное полотно. Кроме того, использование в качестве исполнительного механизма ГЦ дает возможность отказаться от использования ОК, что облегчает эксплуатацию и обслуживание ЩРО.