УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАЛЫВАНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ НА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЯХ

Заявляемая полезная модель «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» относится к устройствам для уборки дорог в зимнее время, в частности рабочим органам для рыхления и скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях улиц, шоссейных дорог, тротуаров, во дворах городских и сельских поселений.
Известно устройство для скалывания льда преимущественно с дорожных покрытий, содержащее базовое шасси и раму, на которой шарнирно установлены рабочие органы, выполненные в виде приводных роторов с вертикальной осью вращения, на каждом из которых на горизонтальных осях закреплены резцы, выполненные чашеобразными и установлены с возможностью воздействия на слой льда торцевой режущей кромкой, выполненной зубчатой, причем оси чашеобразных резцов кинематически соединены с валами роторов (см. патент на изобретение №2136811, МПК Е01Н 5/12, опубликовано 10.09.1999).
Недостатком известного устройства для скалывания льда является сложность в изготовлении, большая себестоимость и металлоемкость, а также низкая надежность, высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен сложностью конструкции, а именно наличием закрепленных на валах роторов с вертикальной осью вращения, большого количества горизонтальных осей, на которых закреплены чашеобразные резцы, кинематически соединенные с валами роторов и неудобствами, вызывающими дополнительные напряжения, влияющие на его надежность и долговечность.
Известно также устройство для разрушения наледи на дорожном покрытии (см. патент на изобретение №2228992, МПК Е01Н 5/12, опубликовано 20.05.2004), содержащее бульдозер с отвалом и скалыватель, кроме того, оно дополнительно снабжено консольной рамой, один конец которой шарнирно закреплен на отвале с возможностью поворота в вертикальной плоскости, а другой сочленен с отвалом телескопической растяжкой, винтовой щеткой, вписанной в угол, образованный ножом отвала с поверхностью дороги, и закрепленной на консольной раме электродвигателем, установленным на консольной раме виброрамкой, сочлененной с консольной рамой с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости, и вибраторами, установленными на виброрамке, а скалыватель выполнен в виде двух вальцов длиной, равной длине отвала, каждый из которых выполнен в виде набора дисков, расположенных на одной оси, при этом каждый диск первого по ходу вальца выполнен с заостренной рубящей кромкой, а на дисках второго вальца закреплены рубящие кромки, выполненные в виде ножей, установленных параллельно оси вальца на всю длину вальца.
Недостатком известного устройства для разрушения наледи на дорожном покрытии является сложность изготовления, высокая металлоемкость, и низкая надежность.
Данные недостатки обусловлены конструктивными особенностями известного устройства, в частности, конструкцией скалывателя и наличием виброрамки с вибраторами.
Известно также принятое за прототип устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях (См. RU, полезная модедь №94582, МПК Е01Н 5/12, опубл. 27.05.2010), содержащее транспортное средство, со скалывателем льда, где транспортное средство связано с помощью стрелы со скалывателем льда, который выполнен в виде горизонтально установленной на стреле транспортного средства рамы, на которой расположены подшипниковые опоры с установленным в них валом и с закрепленным на нем набором дискообразных сменных барабанов, каждый из которых состоит из установленной на упомянутом валу втулки, жестко связанной посредством дисковой перегородки с короткой цилиндрической обечайкой, внешняя сторона которой содержит не менее двух рядов стальных резцов, а на внутренней стороне содержатся подвижно закрепленные грузы, которые в процессе движения транспортного средства ударяются по внутренней поверхности упомянутой цилиндрической обечайки дискообразного сменного барабана, стальные резцы устройства выполнены из высокопрочной стали, вал имеет квадратное сечение, а крайние втулки дискообразных сменных барабанов с внешних торцов зафиксированы стопорными кольцами, при этом транспортное средство оснащено гидроцилиндрами для поднятия и опускания стрелы с горизонтально установленной рамой, скалывателя льда, который содержит, по меньшей мере, набор из пяти дискообразных сменных барабанов.
Недостатком известного устройства является низкий ресурс рабочего органа, низкие эксплуатационные качества.
Данные недостатки обусловлены несовершенной конструкцией крепления грузов, поскольку при движении устройства нагрузка от подвешенных грузов передавалась на углы сварного короба, где происходила концентрация напряжений. В связи с тем, что нагрузки были циклические, спустя некоторое время в сварных швах короба образовывались трещины, что сокращало ресурс рабочего органа и изделия в целом.
Задачей заявляемого технического решения «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» является повышение эффективности и надежности изделия в целом.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» повышение эксплуатационных и технических качеств.
2
1
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях, состоящем из горизонтально установленного посредством подшипниковых опор на раме скалывателя льда, в виде вала, с закрепленным на нем набором дискообразных сменных барабанов, каждый из которых состоит из установленной на упомянутом валу втулки, жестко связанной посредством дисковой перегородки с короткой цилиндрической обечайкой, внешняя сторона которой содержит не менее двух рядов стальных резцов, а на внутренней стороне содержатся подвижно закрепленные вспомогательные грузы, которые в процессе движения ударяются по упомянутой цилиндрической обечайке дискообразного сменного барабана, согласно полезной модели, подвижно закрепленные вспомогательные грузы на внутренней стороне короткой цилиндрической обечайки каждого сменного дискообразного барабана, по обеим сторонам дисковой перегородки расположены на осях Х-Х и У-У попарно диаметрально-противоположно между дополнительно установленными радиально направленными под прямым углом друг к другу ребрами, причем каждый вспомогательный груз дискового сменного барабана имеет форму сектора с радиусом дуги R, меньшей радиуса R дуги внутренней стороны короткой цилиндрической обечайки каждого сменного дискообразного барабана, при этом каждый вспомогательный груз выполнен с отверстием на оси симметрии, расположенной под углом 45° к двум радиально направленным ребрам, и закреплен, посредством дисков фиксации и метизных комплектов, с возможностью вертикального перемещения по соответствующей оси, под действием силы тяжести при вращении дискообразных сменных цилиндрических барабанов.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
2
1
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях», выполнение конструкции скалывателя льда, в виде набора подвижно закрепленных в каждом дисковом сменном барабане вспомогательных грузов, каждый из которых имеет форму сектора, с радиусом дуги R, меньшим радиуса R дуги внутренней стороны короткой цилиндрической обечайки каждого сменного дискообразного барабана, определяет, периодические удары подвижно закрепленных грузов по всей дугообразной площади внутренней стороны короткой цилиндрической обечайки. Такое контактирование во время движения напрямую с внутренней поверхностью цилиндрической обечайки дискообразного сменного барабана подвижно закрепленных грузов, имеющих форму сектора, исключает, в отличие от объекта-прототипа, циклические удары и обеспечивает высокие показатели эффективности и надежности по сравнению с объектом-прототипом, что повышают долговечность устройства в целом, его эксплуатационные и технические качества. Предложенная конструкция скалывателя льда в виде набора дискообразных сменных барабанов, каждый из которых состоит из установленной на валу втулки, жестко связанной посредством дисковой перегородки с короткой цилиндрической обечайкой, внешняя сторона которой содержит не менее двух рядов стальных резцов, а на внутренняя сторона разделена дисковой перегородкой на две полости, в которых размещены подвижно-закрепленные вспомогательные грузы на осях Х-Х и У-У, расположенные попарно диаметрально-противоположно, по два попарно расположенных вспомогательных груза между дополнительно установленными радиально направленными под прямым углом друг к другу ребрами, т.е. по восемь вспомогательных грузов, с каждой стороны дисковой перегородки. С учетом того, что каждый вспомогательный груз, имеющий форму сектора, выполнен с отверстием на оси симметрии, расположенной под углом 45° к двум радиально направленным ребрам, и закреплен, посредством двух дисков фиксации и метизных комплектов, с возможностью вертикального перемещения вспомогательного груза, по соответствующей оси, под действием силы тяжести при вращении дискообразных сменных цилиндрических барабанов в процессе их движения, вспомогательные грузы, имеющие форму сектора, в процессе движения транспортного средства ударяются по упомянутой цилиндрической обечайке дискообразного сменного барабана, обеспечивая эффективное скалывание снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях. Это повышает технические и эксплуатационные качества и надежность устройства в целом.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели устройства для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях.
Следовательно, заявленная полезная модель «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях», может быть многократно использована в производстве и применении аналогичных устройств для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях с получением технического результата, заключающегося в снижении сложности изготовления, а также повышение удобств при монтаже и демонтаже скалывателя льда, и одновременного повышения эффективности заявляемой полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Осуществление заявляемой полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях», поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг. 1 на фотографии изображено «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» с мини-погрузчиком «Bobkat» со скалывателем льда, содержащим набор из 5 дискообразных барабанов.
- на фиг. 2 изображен чертеж скалывателя льда, включающий пять дискообразных сменных цилиндрических барабанов.
- на фиг. 3 изображен чертеж дискообразного сменного цилиндрического барабана в разрезе по А-А, фиг. 2.
2
1
1
2
Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях представляет собой установленный на стреле 1 транспортного средства 2, например минипогрузчика марки «Bobkat» (фиг. 1), скалыватель льда 3, выполненный в виде горизонтально установленной на стреле 1 транспортного средства 2, покрытой верхним кожухом 4 рамы 5, под торцевыми звеньями 6 которой расположены подшипниковые опоры 7 с установленным в них цилиндрическим валом 8. На цилиндрическом валу 8 расположен набор, из пяти дискообразных сменных цилиндрических барабанов 9, каждый из которых состоит из короткой цилиндрической обечайки 10, внутри которой установлена дисковая перегородка 11, которая внешним кольцевым краем 12 жестко закреплена с помощью сварки на внутренней стороне 13 обечайки 10, а внутренним кольцевым краем 14 жестко закреплена на втулке 15, установленной на цилиндрическом валу 8. Таким образом, на цилиндрический вал 8 насаживается вплотную друг за другом пять втулок 15, которые с внешних торцов 16 крайних, расположенных на барабане втулок 15 дополнительно зафиксированы стопорными кольцами 17. На внешней поверхности 18 короткой цилиндрической обечайки 10 каждого сменного дискообразного барабана 9 расположены три ряда 19 режущих стальных резцов 20, выполненных из высокопрочной стали. На внутренней стороне 13 короткой цилиндрической обечайки 10 каждого сменного дискообразного барабана 9, по обеим сторонам дисковой перегородки 11, на осях Х-Х и У-У размещены вспомогательные грузы 21, расположенные попарно диаметрально-противоположно, по восемь вспомогательных грузов, с каждой стороны дисковой перегородки 11, т.е. по два попарно установленных вспомогательных груза между дополнительно установленными радиально направленными под прямым углом друг к другу ребрами 22. Каждый вспомогательный груз 21 дискового сменного барабана 9 имеет форму сектора, радиус дуги которого R меньше радиуса дуги R внутренней стороны 13 короткой цилиндрической обечайки 10 каждого сменного дискообразного барабана 9. Каждый вспомогательный груз 21, имеющий форму сектора, выполнен с отверстием 23 на оси симметрии, расположенной под углом 45° к двум радиально направленным ребрам 22, и закреплен, посредством двух дисков фиксации 24 и метизных комплектов 25, с возможностью вертикального перемещения вспомогательного груза 21, по соответствующей оси, под действием силы тяжести при вращении дискообразных сменных цилиндрических барабанов 9 в процессе движения транспортного средства 2. Высота перемещения грузов равна разнице радиусов дуги внутренней стороны 13 короткой цилиндрической обечайки 10 - (R) и имеющего форму сектора - (R) вспомогательного груза 21 дискового сменного барабана 9. Удар падающего вспомогательного груза 21, имеющего форму сектора, по дугообразной площади короткой цилиндрической обечайки 10 сменного дискообразного барабана 9, повышает эффективность скалывания льда с дорожных покрытий. В транспортное положение скалыватель льда 3 поднимается гидроцилиндрами, установленными на мини-погрузчике марки «Bobkat».
Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях работает следующим образом.
2
1
1
2
Монтаж и демонтаж устройства для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях на стрелу 1 транспортного средства 2, например на мини-погрузчик «Bobkat» производится вручную без посторонних грузоподъемных механизмов. При движении транспортного средства 2 от веса собственного оборудования и от ударов вспомогательных грузов 21, расположенных попарно диаметрально-противоположно по восемь вспомогательных грузов, с каждой стороны дисковой перегородки 11 между дополнительно установленными радиально направленными под прямым углом ребрами 22, смонтированных внутри вращающихся сменных дискообразных барабанов 9, происходит скалывание режущими стальными резцами 20 снежно-ледяных образований на дорожном покрытии. Поскольку каждый вспомогательный груз 21 дискообразного сменного барабана 9 имеет форму сектора, радиус дуги которого R меньше радиуса дуги R внутренней стороны 13 короткой цилиндрической обечайки 10 каждого сменного дискообразного барабана 9, и каждый вспомогательный груз 21 выполнен с отверстием 23 на оси симметрии, расположенной под углом 45° к двум радиально направленным ребрам 22, и закреплен, посредством двух дисков фиксации 24 и метизных комплектов 25, с возможностью вертикального перемещения вспомогательного груза 21, по соответствующей оси, то под действием силы тяжести при вращении дискообразных сменных цилиндрических барабанов 9 в процессе движения транспортного средства 2, вспомогательные грузы дискообразных сменных барабанов 9 перемещаются (падают) с высоты перемещения вспомогательных грузов 21. Высота падения грузов равна разнице радиусов дуги внутренней стороны 13 короткой цилиндрической обечайки 10 - (R) и имеющего форму сектора - (R) вспомогательного груза 21 дискового сменного барабана 9, и учтена при выполнении отверстия 23 на оси симметрии. Для тротуаров и узких пешеходных дорожек в качестве транспортного средства 2 используется маломощный мини-погрузчик, например «Bobkat», а скалыватель льда содержит минимальный набор, например пять сменных дискообразных барабанов 9. Для уборки улиц и дорог в качестве транспортного средства 2 могут использоваться погрузчики большой мощности, а скалыватель льда содержать максимальный набор сменных дискообразных барабанов 9, с помощью которых удаляют ледяные наросты с проезжей части дорог и улиц, повышая безопасность движения транспорта.
Использование настоящей полезной модели «Устройство для скалывания снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях» позволит снизить его межремонтный период, связанный с заменой сменных дискообразных барабанов при одновременном повышении эффективности и надежности устройства при удалении снежно-ледяных образований.