АСФАЛЬТОУКЛАДЧИК ГУСЕНИЧНЫЙ

Гусеничный асфальтоукладчик относится к дорожно-строительной технике и предназначен для укладки и предварительного уплотнения всех типов асфальтобетонных и битумоминеральных смесей по ГОСТ 9128-97 (далее в тексте АБС) на предварительно выровненное и уплотненное основание при строительстве автомобильных дорог общего назначения, площадей и городских улиц.
В производстве дорожно-строительной техники широкое распространение получили машины для возведения покрытия, укладываемого на предварительно подготовленное дорожное полотно, в том числе такие, как колесные и гусеничные асфальтоукладчики.
Конструкция этих асфальтоукладчиков во многом одинакова и достаточно широко известна из источников патентной информации и научно-технической литературы.
Например, в учебном пособии А.В.Лещинский, С.Н. Иванченко, «Асфальтоукладчики. Конструкция и расчет», с. 13-16, рис. 2-1; 2-2 (https://www.referat_911.ru/Transport/asfaltoukladchiki-konstrukciya-i-raschet/43217-1369862-placel.html) описана типовая конструкция гусеничного асфальтоукладчика.
Все агрегаты и механизмы асфальтоукладчика размещены на раме. На лонжеронах рамы шарнирно навешены гусеничные тележки, на которых смонтирован гусеничный движитель. К лонжеронам рамы крепятся поворотные створки бункера.
На горизонтальных листах рамы расположены: двигатель с редуктором насосов, гидросистема с гидромуфтами, система управления с пультом управления, электрооборудование, питатели, распределительные шнеки.
Рабочий орган с помощью тяговых балок шарнирно соединен с рамой и состоит из рабочей плиты с установленными на ней вибраторами и трамбующими брусьями с приводом, регуляторами толщины и профиля укладываемого слоя АБС, механизмом обогрева плиты с помощью газовых горелок.
Отличия друг от друга большей части освоенных производством асфальтоукладчиков, аналогичных описанному выше, заключаются в различии конструкции и компоновки их основных механизмов, узлов и агрегатов в зависимости от выполняемых задач, например:
а) гусеничный асфальтоукладчик Асф-Г-4-03 производства ОАО «Ирмаш» (RU 72488 U1, опубл. 20.04.2008) содержит раму, гусеничный движитель, бункер, скребковые транспортеры, силовой агрегат, гидросистему, распределительные шнеки и рабочую плиту. Привод хода выполнен в виде отдельных гусеничных тележек с возможностью поворота тележек вокруг оси крепления. Управление приводом хода осуществлено электронной системой в виде отдельного электронного блока и органов управления;
б) гусеничный асфальтоукладчик Асф-Г-4-04 производства ООО «НПО «Группа компаний машиностроения и приборостроения» (Каталог дорожно-строительной техники ООО «НПО»ГКМП», с. 12-13, https://gkmp_32_com/irmash-catalog/asfaltoukladchik-gus/) сордержит раму, гусеничный движитель, силовой агрегат, бункер, питатель подачи АБС со скребковыми транспортерами, шнековый механизм для распределения смеси по всей ширине укладки, навесную рабочую плиту с трамбующим брусом и вибратором для уплотнения и выглаживания АБС, уширители для увеличения ширины покрытия дорожного полотна, снабженные каждый аналогичными трамбующим брусом и вибратором. Выглаживающие плиты уширителей и рабочей плиты оборудованы системой газового подогрева АБС. Управление асфальтоукладчиком осуществляют с помощью пульта управления с электронной панелью приборов, представляющей собой отдельный электронный блок. Управление всеми функциями асфальтоукладчика осуществляется с лицевой панели пульта и с электронной панели приборов.
Однако асфальтоукладчик может обеспечить ширину укладки АБС не более 9,0 м; не предусмотрен электроподогрев рабочего органа; управление асфальтоукладчиком осуществляется посредством аналоговых приборов управления, что не соответствует требованиям, предъявляемым к системам управления современной дорожной техникой;
в) гусеничный асфальтоукладчик Volvo ABG Р8820С содержит раму, гусеничный движитель, силовой агрегат на базе дизельного двигателя модели D7E, бункер с питателем подачи АБС скребковыми транспортерами, шнековый механизм для распределения смеси по всей ширине укладки (https://www.volvoce.com/media/volvoce/global/products/asphalt-pavers/abg-tracked-pavers/brochure_p7820c_p8820c_t3_en_30_200339360_f.pdf?v=xHY9Pw);
Асфальтоукладчик оборудован навесной рабочей плитой модели MB 122 (нераздвижная) или VDT 121 (раздвижная) с трамбующим брусом и виброплитой для уплотнения и выглаживания АБС (нормальное уплотнение) или двумя трамбующими брусьями и виброплитой (высокое уплотнение), оснащен газовой или электрической системой подогрева АБС, комплектуется левыми и правыми уширителями длиной 250, 500, 750, 1000 и 1250 мм, снабженными каждый аналогичными трамбующим брусом и вибратором и установленными с обеих сторон рабочей плиты парами, зеркально друг другу. При этом в комплект поставки предлагается модификация плит Variomatic с гидравлическими концевыми уширителями, выдвигающимися в каждую сторону на 0,75 м (Обзор новинок асфальтоукладчиков, с. 9-10 https://osl.ru/article/4434-obzor-novinok-asfaltoukladchikov-k-letnemu-sezonu). Управление асфальтоукладчиком осуществляется с помощью пульта управления с контрольной электронной панелью приборов модели ЕРМ со встроенным цветным экраном.
Известный асфальтоукладчик можно принять за ближайший аналог (прототип) заявленной полезной модели по наибольшему количеству одинаковых с ней существенных признаков. Посредством применения конкретной номенклатуры набора уширителей, в том числе с учетом технологических возможностей выдвижных концевых уширителей, обеспечивается увеличение ширины покрытия дорожного полотна до 13,0 м. Вместе с тем наличие множества типоразмеров уширителей, включая выдвижные, приводит к значительной трудоемкости монтажа и демонтажа рабочих органов известного асфальтоукладчика при варьировании ширины укладки АБС.
Задача полезной модели - создать новую конструкцию гусеничного асфальтоукладчика, свободную от вышеуказанного недостатка.
Технический результат - увеличение ширины укладываемого покрытия посредством установки минимального набора индивидуальных пар уширителей в разной последовательности.
Поставленная задача может быть реализована, а ее технический результат может быть достигнут посредством конкретного технического решения заявленной полезной модели, заключающегося в том, что:
- асфальтоукладчик гусеничный включает раму, гусеничный движитель, смонтированный на гусеничных тележках, силовой агрегат, бункер для приема асфальтобетонной смеси, питатель подачи смеси скребковыми транспортерами из бункера в шнековую камеру, шнековый механизм для распределения смеси по всей ширине ее укладки, навесную рабочую плиту с трамбующим брусом и вибратором для уплотнения и выглаживания асфальтобетонной смеси, левые и правые уширители для увеличения ширины покрытия дорожного полотна, снабженные каждый аналогичными трамбующим брусом и вибратором и установленные с обеих сторон рабочей плиты парами зеркально друг другу, а также органы управления механизмами, узлами и агрегатами асфальтоукладчика;
- для обеспечения возможности установки индивидуальных пар уширителей в разной последовательности при варьировании ширины укладываемого слоя, длина каждого левого и правого уширителя, входящего в индивидуальную пару, одинакова для конкретной пары и отлична от длины уширителей других пар; (т.е. применение различных комбинаций соединения индивидуальных пар уширителей, включая последовательное соединение нескольких индивидуальных пар уширителей различной длины друг с другом, обеспечит достижение технического результата, - увеличения ширины укладываемого покрытия, используя минимальное количество уширителей по сравнению с зарубежным аналогом Volvo ABG Р8820С)
- управление механизмами, узлами и агрегатами асфальтоукладчика осуществляют с использованием комбинированного пульта управления, микроконтроллера и удаленных модулей ввода/вывода сигналов, объединенных в единую CAN сеть.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявленной полезной модели в сравнении с ее аналогами свидетельствует, что из известного уровня техники на дату подачи заявки не известно и не следует явным образом для «среднего специалиста» в данной области техники устройство того же назначения, что и заявленная полезная модель, в котором бы применялась вся совокупность приведенных в независимом пункте формулы и раскрытых в описании существенных признаков.
При этом предложенная совокупность существенных признаков не является очевидной и обеспечивает возникновение у заявленной полезной модели новых свойств, позволяющих реализовать поставленную задачу, что означает ее соответствие критерию «новизна».
В целом конструкция заявленной полезной модели технологична в изготовлении, поэтому ее производство не представляет технических трудностей, что свидетельствует о соответствии полезной модели также и критерию «промышленная применимость».
Заявленная полезная модель проиллюстрирована рисунками, на которых изображено:
- на рис. 1 - общий вид гусеничного асфальтоукладчика (схематично);
- на рис. 2 - вид сверху;
- на рис. 3 - уширитель (прямоугольная проекция);
- на рис. 4 - вид сзади на рабочую плиту в сборе с уширителями при максимальной ширине покрытия;
- на рис. 5 - устройство электроподогрева выглаживающей плиты;
Асфальтоукладчик гусеничный (рис. 1, 2) содержит раму 1, являющуюся его основой, на которой устанавливают и крепят все агрегаты, узлы и механизмы асфальтоукладчика.
Рама 1 представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения из листовой стали и фасонного проката, образованную жестким соединением двух продольных лонжеронов 13, связанных поперечной передней балкой 14, передним 15 и задним 16 щитами и другими балками (на рисунках условно не показано).
Рама 1 опирается на две тележки 3 гусеничного движителя асфальтоукладчика. Тележки 3 смонтированы на раме 1 с помощью цапф 10 и балансиров 11.
На раме 1 установлен силовой агрегат 4, содержащий дизельный двигатель Д-260.4S3A-924, позволяющий с помощью цифровых средств управления оптимизировать процесс впрыска топлива, - осуществлять двухфазный и многофазный впрыск топлива за один рабочий такт, а также возможность синхронизации управления оборотами двигателя и генератора 5 электрического обогрева рабочего органа асфальтоукладчика.
В передней части рамы 1 установлен бункер 2 с поворотными боковыми створками для приема АБС из самосвалов.
В средней части рамы 1 смонтирован питатель подачи АБС скребковыми транспортерами 17 из бункера 2 в шнековую камеру, а также шнековый механизм для распределения смеси по всей ширине укладки в виде установленных на заднем щите 16 рамы 1 двух секций шнеков 18 с противоположным направлением линий спирали.
На верхней палубе рамы 1 размещены пульт управления 6, сиденье оператора 7 и силовой шкаф 8.
В задней части асфальтоукладчика находится рабочий орган в виде навесной рабочей плиты 20, содержащей трамбующий брус 21 с вибратором 22 для предварительного уплотнения и выглаживания АБС, а также для обеспечения вида заданного профиля покрытия: горизонтального, односкатного или двускатного.
Рабочая плита 20 смонтирована на шарнирно установленной подвеске 12. Управление рабочей плитой 20 осуществляется с пульта управления 6 или выносного пульта 23, установленного непосредственно на плите, посредством двух групп гидроцилиндров: передних 19 для регулирования толщины укладываемого слоя АБС и задних 9 для подъема рабочей плиты в транспортное положение.
Для увеличения ширины покрытия дорожного полотна служат левые и правые уширители 24 (рис. 3,4), которые конструктивно являются зеркальным отражением друг друга. Каждый уширитель 24 выполнен в виде сварного корпуса 25, на котором смонтированы аналогичные трамбующий брус 21 и вибратор 22. Снизу к корпусу 25 крепится выглаживающая плита 26 из листового металла. Аналогичной выглаживающей плитой оборудована рабочая плита 20.
Уширители 24 последовательно устанавливаются с обеих сторон рабочей плиты 20 парами. Каждая пара состоит из левого и правого уширителя, зеркальных друг другу.
При этом длина каждого левого и правого уширителя, входящего в индивидуальную пару, одинакова для конкретной пары, но отличается от длины уширителей других пар.
Жесткость соединения рабочей плиты 20 со всеми уширителями обеспечивается набором стоек 32 с талрепами.
Установка уширителей индивидуальными парами обеспечит возможность получения рабочего диапазона ширины укладываемого слоя АБС в пределах от 2500 мм (минимум) до 13000 мм (максимум), а также возможность варьирования шириной укладываемого слоя в данных пределах.
Расчеты и эксперименты показывают, что для обеспечения заданного рабочего диапазона ширины покрытия, достаточно иметь минимальный набор уширителей следующего параметрического ряд длин каждой пары: 2000 мм; 1750 мм; 1000 мм; 500 мм.
Различные комбинации соединения индивидуальных пар уширителей, включая последовательное соединение нескольких индивидуальных пар уширителей различной длины друг с другом, позволяют достаточно быстро осуществлять монтаж/демонтаж рабочего органа на требуемую ширину покрытия, используя минимальное количество уширителей по сравнению с зарубежным аналогом Volvo ABG Р8820С.
Для ограничения ширины укладки АБС служат боковые формы 30. Они крепятся с двух сторон к боковинам 31 уширителей и имеют подвижную стенку, перемещаемую вертикально в зависимости от толщины укладываемого покрытия (на рисунках условно не показано). Своей передней частью боковые формы 30 перекрывают также и рабочую зону шнеков 18, препятствуя выходу распределяемой шнеками АБС за пределы дорожного полотна.
Рабочая часть уширителей 24 и рабочей плиты 20 (рис. 5) выполнена в виде выглаживающих плит 26 с возможностью обеспечения их электрического нагрева от электрогенератора 5 через силовой электрошкаф 8 при помощи гибких электрических ТЭНов 27, равномерно распределенных по поверхности выглаживающих плит 26, зафиксированных прижимами 28 и защищенных утеплителем 29. Тэны 27 нагревают выглаживающие плиты 26 до температуры, позволяющей исключать налипание АБС к выглаживающим листам корпусов рабочей плиты и уширителей, обеспечивая таким образом качественную укладку дорожного полотна.
Принцип работы заявленного асфальтоукладчика гусеничного заключается в следующем.
АБС из кузова автосамосвала выгружается в приемный бункер 2 и подается скребковыми питателями 17 на дорожное полотно. АБС на дорожном полотне распределяется по все ширине шнеками 18, уплотняется рабочей плитой 20 под воздействием ее трамбующего бруса и выравнивается выглаживающей плитой с электроподогревом. При этом обеспечивается необходимая ровная поверхность асфальтобетонного покрытия и однородность его уплотнения по толщине.
Для увеличения ширины укладываемой полосы пользуются левыми и правыми уширителями 24, содержащими аналогичные трамбующие брусья 21 с вибраторами 22 и выглаживающие плиты 26, также с электроподогревом.
Управление механизмами, узлами и агрегатами асфальтоукладчика осуществляют с использованием комбинированного пульта управления 6, микроконтроллера и удаленных модулей ввода/вывода сигналов (на рисунках условно не показано), объединенных в единую CAN сеть. В состав комбинированного пульта управления входит панель с цветным жидкокристаллическим дисплеем, оснащенная человеко-машинным интерфейсом (HMI) Wtintek еМТ3070В и удаленным модулем ввода с подключенными к нему органами управления (тумблеры кнопки, джойстики и т.д.).
Панель отражает комбинацию приборов и работу механизмов, позволяет производить настройку органов управления движением асфальтоукладчика, а также отображает сообщения встроенной диагностики о неисправностях и сохраняет их в памяти.
Углубленная диагностика и настойка производится с помощью компьютера и специальной программы через диагностический разъем. Данные с пульта управления 6 поступают по CAN-шине в микроконтроллер модели Danfoss МС 050 110/112, который совместно с модулями вывода непосредственно управляет электрическими узлами асфальтоукладчика.
Использование заявленной полезной модели позволит освоить производство новой серии гусеничных асфальтоукладчиков с рабочим органом, обеспечивающим различную ширину покрытия дорожного полотна, до 13,0 метров максимум, посредством установки минимального набора уширителей в различной комбинации.
При этом обеспечиваются широкие возможности сенсорного управления узлами и агрегатами асфальтоукладчика с экрана панели комбинированного пульта управления.