ФРЕЗА ТРАССОУКЛАДЧИКА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЛЫЖНЫХ ТРАСС

Полезная модель относится к трассоукладчикам, используемым для подготовки лыжных трасс, пешеходных дорожек и различных площадок. Может использоваться  для выравнивания и уплотнения свежевыпавшего снега, рыхление и выравнивание профиля обледеневших лыжных трасс.
Известно прицепное устройство для подготовки лыжных трасс (RU2681127, E01H 4/02, опубликовано: 04.03.2019), которое  содержит металлическую раму, выполненную из продольных и поперечных стержней и скрепленную в передней части с дышлом треугольной формы, имеющим тягово-сцепное устройство для подсоединения к тягачу. Устройство включает прикрепленные к продольным стержням рамы две поперечные бороны для разрыхления снега, разнесенные и параллельные между собой и выполненные зубчатыми с неразъемно прикрепленными к ним навесными элементами-зубьями. Также устройство содержит прикрепляемый к задней части рамы съемный резак для нарезки лыжни с двумя резцами и устройство для размещения груза, увеличивающего удельную нагрузку. На раме закреплены кронштейны в виде пластин для крепления к ней элементов оборудования. Тягово-сцепное устройство выполнено съемным, снабжено эластичным демпфером ударных нагрузок и предохранительным устройством и соединено с дышлом с помощью поворотного кронштейна, в котором закреплен с возможностью его осевого перемещения корпус узла бесступенчатой регулировки глубины обработки поверхности в виде регулировочного винта с элементами фиксации его положения. Рама выполнена трехъярусной из профильных труб в виде пространственного каркаса из двух симметрично расположенных с двух сторон вдоль ее продольной оси трапецеидальных боковин, нижние стороны которых расположены горизонтально и выполнены короче средних сторон, расположенных наклонно к ним и продолжающихся за пределы нижних сторон до соприкосновения с обрабатываемой поверхностью, и соединены на своих концах перпендикулярными к ним стойками, имеющими со стороны дышла большую высоту, чем на концах нижних сторон. К нижним сторонам трапецеидальных боковин со стороны дышла прикреплена в горизонтальной плоскости поперечно расположенная передняя борона. Вторая борона, расположенная в горизонтальной плоскости за первой бороной, прикреплена к наклонным сторонам с помощью пластинчатых кронштейнов, подпружинена к вертикальной стойке со стороны дышла и имеет ось вращения относительно основной рамы для обеспечения возможности ее подъема при встрече с препятствием. Каждая борона выполнена в виде снабженного кронштейнами и зубьями каркаса из стального профиля углового сечения в виде изогнутого в центральной части под тупым углом элемента, обращенного раскрывом угла к дышлу. Зубья первой бороны выполнены в виде прямоугольных пластин, расположенных параллельно продольной оси рамы, и неразъемно закреплены на каркасе таким образом, что плоскость зуба перпендикулярна поверхности обработки, а режущее лезвие зуба расположено под острым углом к поверхности обработки и заточено односторонне. Зубья второй бороны расположены на ее каркасе с его внутренней и внешней поверхности, при этом три зуба с наружной стороны расположены в центре изгиба со стороны дышла и выполнены аналогично зубьям первой бороны, а зубья с внутренней стороны расположены по всей длине бороны, выполнены из стального прутка и заточены с нижней стороны. К удаленным от дышла концам средних наклонных сторон неразъемно прикреплена соединяющая их и замыкающая заднюю часть рамы поперечная профилирующая гребенка для выравнивания поверхности обработки, выполненная из прикрепленных к двум разнесенным между собой поперечным параллельным трубам вдоль всей ширины рамы параллельно ее продольной оси стальных угловых профильных элементов с прорезью, выполненной в вершине каждого элемента профиля. На концах поперечных труб гребенки с внешней стороны рамы прикреплены кронштейны для крепления дополнительного оборудования, а к наклонным средним сторонам от мест крепления к ним коротких вертикальных стоек трапецеидальных боковин с выходом за ширину гребенки снизу прикреплены с обеих сторон эластичные плоские пластины для сглаживания поверхности снега. Со стороны дышла рядом с вертикальными стойками средние наклонные стороны трапецеидальных боковин соединены между собой поперечной трубой, которая соединена наклонно расположенными к горизонтальной плоскости трубками с первой поперечной рейкой профилирующей гребенки, образуя каркас для установки под него снегоотражающего экрана. К задней части рамы по ее краям между поперечными трубами гребенки на средних сторонах боковин перпендикулярно к ним неразъемно прикреплены задние вертикальные стойки, соединенные горизонтально расположенными верхними трубами с передними вертикальными стойками рамы со стороны дышла и соединенные между собой верхней поперечной трубой, образуя верхний ярус каркаса рамы для крепления к нему боковых и задних щитков, формирующих устройство для размещения груза в виде транспортной площадки, выполненной в форме открытого коробчатого корпуса со скосом боковых стенок со стороны дышла, основанием которого служит снегоотражающий экран. Резак расположен за задней частью рамы и выполнен в форме коробчатого совка с заостренным передним краем, на котором расположена поперечная труба, выполняющая роль оси вращения корпуса резака, к которой прикреплены перпендикулярно две параллельные между собой трубы, образующие кронштейн для соединения резака с каркасом рамы, для чего в последней между поперечной трубой верхнего уровня рамы и задней поперечной трубой гребенки в их средней части выполнено окно из двух вертикальных стоек. Корпус резака дополнительно соединен с рамой с помощью рессоры, один конец которой закреплен за осью вращения резака, а второй конец расположен в кронштейне, расположенном в верхней поперечине рамы над кронштейном резака, а ось вращения корпуса дополнительно соединена с верхней задней частью рамы двумя цепями. Резцы съемного резака размещены с нижней стороны его стального корпуса, снабженного установленными по краям корпуса резака снаружи по отношению к резцам 2-мя заглаживающими эластичными пластинами, между которыми расположена неразъемно прикрепленная к задней части корпуса резака горизонтально расположенная пластина с ребром жесткости на задней кромке для установки дополнительного утяжеляющего груза. К корпусу резака прикреплена С-образная рамка для ограничения перемещения упомянутого груза. Устройство снабжено съемным 2-колесным блоком для технологической транспортировки, прикрепляемым к задней части рамы, обеспечивает достижение высокой эффективности прицепного устройства при обеспечении удобства его использования.
Технической проблемой аналога является одинаковое расположение зубьев фрезы, что не позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности.
Известно устройство (борона) для подготовки лыжных трасс (RU187787U, E01H 4/02, опубликовано: 19.03.2019), содержащее раму из продольных и поперечных стержней с укрепленном на ней резаком для нарезания лыжни классического хода, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит разрыхляющие элементы, установленные с противоположной резаку стороны рамы. При этом передние концы продольных стержней рамы могут иметь проушины и для соединения с дышлом, оси которых расположены ниже плоскости рамы, благодаря отгибу передних концов книзу или снабжению их обращенными вниз косынками. Разрыхляющие элементы в предпочтительном количестве трех штук могут являться поперечными стержнями рамы и быть выполненными зубчатыми из уголкового профиля или лент, скрепляемых с поперечными балками. В передней части рамы может быть установлена лыжа с отогнутым кверху носком, предпочтительно с возможностью изменения высоты ее подошвы над плоскостью расположения разрыхляющих элементов. Для стабилизации нарезания лыжни по бокам резака могут быть установлены два полоза, носки которых предпочтительно должны выступать перед резаком на (0,5…1,5) его длины. Для повышения качества подготовки трассы рама может иметь по бокам щитки, образующие угол 10-30° с плоскостью расположения рамы, а по задней кромке - финишеры в виде эластичных элементов с профилированной продольными гребнями поверхностью, обращенной вверх.
Технической проблемой аналога является одинаковое расположение зубьев фрезы, что не позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности.
Известно прицепное устройство для уплотнения снега (RU185397U, E01H4/02, опубликовано: 04.12.2018), содержащее фрезу с приводом от гидромотора и трубопроводы для его питания, отличающееся тем, что оно дополнительно включает автономный источник энергии для гидропривода и полый элемент, расположенный напротив фрезы, причем полость указанного элемента включена в разрыв трубопроводов питания гидромотора.
Технической проблемой аналога является одинаковое расположение зубьев фрезы, что не позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности.
Наиболее близким аналогом является прицепное устройство для подготовки снежноуплотненных трасс (RU185372U, E01H 4/02, опубликовано: 03.12.2018 Бюл. № 34), содержащее раму с полозьями, установленный на ней силовой агрегат, гидронасос и устройства управления, подвешенную на качающемся рычаге фрезу, окружающий ее открытый спереди и снизу кожух и гидравлический механизм для подъема и опускания фрезы, отличающееся тем, что фреза снабжена гидроприводом и подвешена к задней части рамы, а позади фрезы вдоль нее установлен заглаживающий лист.
Технической проблемой аналога является одинаковое расположение зубьев фрезы, что не позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности.
Задачей полезной модели является устранение указанных технических проблем.
Техническим результатом является возможность подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности в зависимости от плотности снежного покрова только за счет вращения рабочего органа (фрезы) трассоукладчика.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена фреза трассоукладчика для подготовки лыжных трасс, выполненная в виде цилиндрического вала с зубьями, установленного на оси, отличающаяся тем, что соседние зубья каждого ряда расположены со смещением относительно друг друга по винтовой линии от центра со сдвигом.
Предпочтителен сдвиг в ползуба.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано устройство фрезы (вид сбоку и в разрезе).
На Фиг.2 показан пример смещения зубьев фрезы с шагом в ползуба (вид с торца).
На чертежах: 1 - ось, 2 - цилиндрический вал фрезы, 3 - зубья, 4 - корпусный подшипник.
Осуществление полезной модели
Полезная модель представляет собой фрезу трассоукладчика для подготовки лыжных трасс, которая выполнена в виде цилиндрического вала 2 с зубьями 3, установленного на оси 1 (см. Фиг.1). Вал 2 свободно вращается относительно оси 1 за счет корпусных подшипников 4, что позволяет вести регулировку частоты вращения фрезы трассоукладчика.
Новым является то, что соседние зубья 3 каждого ряда расположены со смещением относительно друг друга по винтовой линии от центра со сдвигом. Предпочтителен сдвиг в ползуба.
За счет того, что соседние зубья 3 каждого ряда расположены со смещением относительно друг друга по винтовой линии со сдвигом, конфигурация зубьев фрезы формирует режущий механизм, который визуально напоминает шевронное зубчатое зацепление, которое позволяет оптимально дробить снежно-ледовый наст.
Зубья 3 могут быть выполнены таким образом на фрезе, например, в четыре ряда со сдвигом в ползуба, что оптимально для формирования их расположения по винтовой линии от центра. Пример такого выполнения показан на Фиг.2.
В примере на Фиг.2 показан вариант исполнения фрезы, где смещение в ползуба обеспечивается сдвигом по винтовой линии от центра на угол α = 10°, при диаметре D кругового охвата зубьями 3 в 280 мм и диаметре d цилиндрического вала фрезы в 89 мм.
Частота вращения рабочего органа (фрезы) трассоукладчика регулируется в диапазоне от 300 до 2000 об/мин и не связана со скоростью перемещения трассоукладчика. Поскольку диапазон частот вращения и величин заглубления фрезы вкупе со скоростью перемещения трассоукладчика позволяет регулировать скорость дробления снежно-ледового наста, заявленная полезная модель позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности в зависимости от плотности снежного покрова.
После запуска двигателя силового агрегата трассоукладчика и прогрева гидросистемы включается гидромотор, и вращающаяся фреза посредством механического или гидравлического устройства трассоукладчика погружается в снег на требуемую глубину и начинается рабочее движение по аналогии с тем, как это происходит в прототипе. Но в прототипе необходимо, чтобы гидроцилиндром весь узел, включающий фрезу, кожух, привод фрезы и заглаживающий лист, поворачивался так, чтобы нижняя плоскость листа образовала угол в 2-10° с поверхностью трассы. После проезда короткого пробного участка гидроцилиндром подбирается оптимальный для данных температуры и снега угол наклона заглаживающего листа, при котором получается наилучшее качество обработки снежной поверхности.
В заявленной полезной модели такой поворот, чтобы нижняя плоскость листа образовала угол в 2-10° с поверхностью трассы, не требуется, поскольку диапазон частот вращения и величин заглубления фрезы вкупе со скоростью перемещения трассоукладчика сам по себе позволяет регулировать скорость дробления снежно-ледового наста.
Поэтому заявленная полезная модель позволяет подобрать оптимальный режим обработки снежной поверхности в зависимости от плотности снежного покрова только за счет вращения рабочего органа (фрезы) трассоукладчика.
Эксплуатация шести опытных образцов предложенного устройства показала, что они обеспечивают высокое качество подготовки снежноуплотненных трасс в широком диапазоне температур, толщины и плотности снежного покрова, хорошо работают как на рыхлых, так и обледенелых, промороженных трассах.