СПОСОБ УДАЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ АЭРОДРОМНЫХ И ТВЕРДЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ЛЕДЯНОГО И СНЕЖНОГО НАКАТОВ
METHOD FOR REMOVAL OF PACKED ICE AND SNOW FROM SURFACE OF AERODROME AND SOLID ROAD SURFACES

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к очистке аэродромных и твердых дорожных покрытий от ледяного и снежного накатов (далее по тексту наката), под которыми будем понимать слои льда и уплотненного снега, примерзшие к поверхности дорожных покрытий.
Уровень техники известен из способов и устройств удаления наката с поверхности аэродромных и твердых дорожных покрытий с помощью снегоочистителей, рабочими органами которых могут быть бульдозеры, плунжеры, щетки, фрезы, роторы, ножи грейдеров и комбинированные рабочие органы, реализующие различные способы очистки дорог от наката (1. Политехнический словарь/Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. - П50 2-е изд. - М.: Советская энциклопедия. 1980-656 с., ил.).
Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, являются общеизвестные способ и устройство для удаления наката с помощью грейдера.
Недостатками способа, заключающегося в разрушении наката посредством создания в нем деформаций сдвига при движении грейдера, являются:
- неустойчивость режима очистки поверхностей дорожного покрытия при малых толщинах наката;
- неэффективная схема нагружения массива наката сдвиговыми деформациями, т.е. касательными напряжениями, возникающими при движении ножа, т.к. при движении воздействию подвергается одновременно большая площадь наката, расположенная перед ножом грейдера, т.е. воздействие не локализуется, распространяется на большую площадь и приводит к уменьшению интенсивности нагружения наката нагрузкой (его сколу, т.е. отделению от поверхности дорожных покрытий).
Сущность изобретения заключается в разработке способа, увеличивающего производительность работ по удалению наката с аэродромных и твердых дорожных покрытий.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности удаления с покрытий наката.
Недостатком устройства, представляющего собой нож грейдера с прямой режущей кромкой, является невозможность отслеживания формы (профиля) поверхности покрытия (углублений и выступов), т.е. при данном решении повреждения покрытий и сопутствующих им конструкций (люков канализаций, поребриков, бордюров и т.п.) неизбежны.
Сущность изобретения заключается в разработке устройства, снижающего вероятность повреждения покрытий и сопутствующих им конструкций.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении качества удаления с твердых дорожных покрытий наката.
Общеизвестно, что, если устройству, нагружающему какую-либо конструкцию, сообщить вынужденные колебания с его собственной частотой, то это приведет к резонансным колебаниям устройства, что, в свою очередь, вызовет большую интенсивность нагружения, т.е. повысит уровень напряжений в конструкции.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ удаления с поверхности аэродромных и твердых дорожных покрытий ледяного и снежного накатов посредством механического на них воздействия со стороны устройства.
Отличительные: воздействие осуществляют путем периодического создания в накате нормальных и касательных усилий с частотами, равными собственным частотам соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний устройства, для осуществления способа используется устройство, выполненное в виде дисковых ножей, насаженных на две оси, концы которых при помощи подшипников закреплены каждая на своей раме, рамы по одним торцам шарнирно соединены друг с другом и заключены в общий каркас, на котором жестко с ним закреплены вибраторы, способные возбуждать вертикальные и горизонтальные колебания устройства, при этом рамы оснащены приспособлениями, позволяющими устанавливать их под углом друг к другу в горизонтальной плоскости, а дисковые ножи выполнены с возможностью пассивно вращаться и катиться по поверхности покрытия от действия толкающего их усилия и сил трения, возникающих в местах контакта ножей с поверхностью покрытия, при этом устройство установлено впереди ножа грейдера, толкающего устройство.
Известно (1), что параметры собственных колебаний системы, в том числе и собственные частоты, определяются параметрами системы (в нашем случае ее массой, упругостью и моментами инерции). Поскольку для разрушения наката нормальными и касательными усилиями требуется своя определенная масса (вес) нагружающего устройства, преодолевающего сопротивление наката при его разрушении (своеобразную упругость), а при динамическом воздействии на накат устройство в разных направлениях будет иметь различные моменты инерции, то это означает, что собственные частоты устройства в вертикальном и горизонтальном направлениях будут различными. Поэтому для возбуждения резонансных вертикальных и горизонтальных колебаний устройства, как известно, увеличивающих их интенсивность, на устройство необходимо установить два вибратора, работающих независимо друг от друга и возбуждающих в устройстве колебания с частотами, равными собственным частотам собственных колебаний устройства (в этом случае возникают резонансные колебания).
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид на устройства сверху; на фиг.2 - вид по сечению А-А на фиг.1, т.е. вид на устройство сбоку.
Устройство предназначено для его перемещения по поверхности твердого покрытия 1, покрытого ледяным и снежным накатом 2 (см. фиг.1, 2). Устройство выполнено в виде дисковых ножей 3, насаженных на две оси 4, которые при помощи подшипников 5 закреплены каждая на своей раме 6 (см. фиг.1). Рамы при помощи шарнира 7 и балки 8 заключены в общий каркас (состоящий из рам 6 шарнира 7 и балки 8), на котором жестко с ним закреплены вибраторы 9 (см. фиг.1, 2), способные возбуждать вертикальные и горизонтальные колебания устройства с изменяемой частотой. Рамы 6 оснащены приспособлениями 10, с помощью которых их можно устанавливать под углом α друг к другу в горизонтальной плоскости и тем самым изменять касательные усилия. При движении устройства за счет толкающего усилия Р, нормальных N и касательных Т усилий ножи 3 разрушают накат 2 на его обломки 11 (см. фиг.2). Устройство установлено впереди ножа 12 грейдера (на чертеже не показан), толкающего устройство при помощи упоров 13 (см. фиг.1). Нож грейдера перемещает обломки наката 11 за пределы проезжей части в область 14.
Изобретение осуществляется следующим образом.
По поверхности твердого покрытия с ледяным или снежным накатом при помощи грейдера начинают перемещать выше описанное устройство. За счет толкающего усилия грейдера и сил трения, возникающих в местах контакта дисковых ножей с поверхностью покрытия, последние начнут пассивно вращаться, т.е. катиться по покрытию, а за счет собственного веса устройства ориентацией осей по отношению друг к другу под углом α в накате будут возникать нормальные N и касательные Т усилия, т.е. на накат будет осуществляться механическое воздействие, приводящее к разрушению наката. Для увеличения интенсивности разрушения воздействие осуществляют путем периодического создания в накате нормальных и касательных усилий с частотами, равными собственным частотам соответственно вертикальных и горизонтальных колебаний устройства. Угол α и собственные частоты, при которых разрушение наката будет наиболее эффективным, определяют экспериментально путем визуального наблюдения за процессом удаления наката с покрытия. Выбранные оптимальные параметры устройства позволяют достичь заявленный технический результат.