САМОДВИЖУЩИЙСЯ ЛЬДОСКАЛЫВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к дорожному и коммунальному машиностроению, а именно, к устройствам для удаления снежно-ледяных образований с поверхности тротуаров, пешеходных дорожек и других твердых покрытий.
Известно устройство для скалывания льда (RU №1430445, E01H 5/12, публ. 15.10.1988. Бюл. №38), основу которого составляет рабочий орган, включающий приводной горизонтально расположенный вал, к которому в шахматном порядке прикреплены упругие гибкие тяги. К концам последних присоединены грузы и ударники в виде дисков, имеющие заостренные режущие кромки. С внешней стороны ударников установлены упругие элементы. Перед началом работы вал с ударниками располагают надо льдом. При вращении вала ударники вместе с упругими элементами удаляются под действием центробежных сил на максимальное расстояние относительно оси вала и в этом положении упругие элементы первыми встречают разрушаемый лед на дороге. Происходит ударная деформация элемента, затем отскок, а тяга, уводимая валом по направлению его вращения, прогибается, подвергаясь одновременному воздействию упругого элемента и груза. В результате ударник воздействует на лед острой кромкой, разрушая его. С момента входа в контакт с покрытием центробежная сила ударника незначительна, и он прижимается к покрытию под действием центробежной силы груза. Последний воздействует на упругую тягу, несколько растягивает ее, обеспечивая увеличение времени воздействия скребка на лед при ударе.
Описанный механизм взаимодействия рабочего органа льдоскалывающего устройства можно определить как ударный, что дает возможность разрушения льда лишь в условиях повышенной хрупкости последнего, характерной для низких атмосферных температур. На практике чаще всего имеет место состояние льда которое типично для климатических условий, сопровождающихся перемежающимися заморозками и оттепелями. Лед в этом случае обладает вязко-пластическими свойствами и плохо поддается разрушению под действием ударных нагрузок.
Известно устройство для очистки дорожных покрытий от снежно-ледяных образований (RU №1418394, E01H 5/12, публ. 23.08.1988. Бюл. №31). Оно содержит раму, на которой установлен двигатель внутреннего сгорания. К раме прикреплены кронштейны с установленными на них парой приводных барабанов одинакового размера с разрушающими зубьями на их образующих поверхностях, имеющие параллельно расположенные оси и встречное направление движения, которое обеспечивается с помощью ДВС через цепные передачи и пары шестерен с одинаковым числом зубьев. К раме прикреплен рычаг с рукоятками. Барабаны имеют одинаковое число режущих зубьев, которые расположены на них зеркально относительно вертикальной плоскости параллельной осям барабанов и равноудаленная от них. При вращении барабанов зубья в каждой из пар синхронно внедряются в снежно-ледяные образования и разрушают их. Возникающие при этом силы реакции направлены навстречу друг другу и лежат в одной плоскости, что приводит к уменьшению их равнодействующей и снижению вибрации.
Основным недостатком является отсутствие возможности контролировать толщину срезаемого слоя снежно-ледяных образований. Это обстоятельство приводит к разрушению очищаемого покрытия и к быстрому износу используемого для зубьев материала, не рассчитанного на взаимодействие с твердым покрытием. Еще один недостаток - сложность конструкции, обусловленная необходимостью синхронизировать вращение обоих барабанов. Кроме того, оператор не имеет возможности эффективно контролировать процесс фрезерования снежно-ледяных образований.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для скалывания льда и уплотненного снега на дорожных покрытиях (RU №1663087, кл. E01H 5/12, публ. 15.07.1991. Бюл. №26). Устройство содержит раму, имеющую опору в средней части, и рукоятки для оператора с одной стороны, а также рабочий орган в виде ударника с другой. Последний является составной частью каретки, смонтированной с возможностью перемещения в направляющих рамы и связанный кинематически с силовым приводом в виде электродвигателя. Эта связь представляет собой шатунно-кривошипный механизм, сопряженный с коническим редуктором, входной вал которого посредством муфты связан с валом электродвигателя и несет на себе маховик. Опора рамы выполнена в виде стойки с пятой, имеющей полусферическую поверхность с продольными полозьями
Основным недостатком этого устройства является отсутствие виброзащиты оператора. Источником вибрации являются колеблющие массы ударника, каретки и кривошипно-шатунного механизма. Кроме того устройство не является самодвижущимся, и для его перемещения во время работы требуется прикладывать усилие оператора.
Полезная модель решает задачу снижения вибрационного воздействия на оператора и на детали и узлы льдоскалывателя и уменьшения усилия, необходимого для горизонтального перемещения льдоскалывателя во время работы.
Это достигается тем, что самодвижущийся льдоскалыватель содержит несущую конструкцию с расположенными в ней двигателем, редуктором и кривошипно-шатунным механизмом, рабочий орган и рукоятку. Шток кривошипно-шатунного механизма связан с рабочим органом через упругий элемент, верхнюю и нижнюю оправки, расположенные в стакане, закрепленном на башмаке, который соединен с рабочим органом через упругий материал, при этом ось несущей конструкции наклонена на 10-15 градусов к вертикали в сторону движения, а рукоятка одним концом шарнирно соединена с верхней частью несущей конструкции и центральной частью с боковой стенкой несущей конструкции посредствам шарниров и упругой связи.
Большая амплитуда движения рабочего органа и угол наклона оси несущей конструкции в сторону движения снижают усилие, необходимое для горизонтального перемещения во время работы. Упругий элемент, связывающий несущую конструкцию с рабочим органом, снижает вибрационное воздействие на детали и узлы льдоскалывателя. Шарнирно-закрепленная рукоятка с упругой связью снижает вибрационное воздействие на оператора.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где показана принципиальная схема самодвижущегося льдоскалывателя.
Самодвижущийся льдоскалыватель содержит несущую конструкцию 1 с шарнирно закрепленной на ней рукояткой 2, двигатель 3, редуктор 4, кривошипно-шатунный механизм 5, расположенные внутри несущей конструкции 1, шток 6, шарнирно-закрепленный к кривошипно-шатунному механизму 5, верхнюю оправку 7, посредствам которой шток 6 опирается на упругий элемент 8, который в свою очередь опирается на нижнюю оправку 9, стакан 10, являющийся корпусом для верхней оправки 7, упругого элемента 8 и нижней оправки 9 и удерживающий их на башмаке 11, который соединен через упругий материал 12 с рабочим органом - плитой 13, на которой закреплены ножи 14. Позицией 15 обозначена упругая связь.
Устройство работает следующим образом.
Вращение от двигателя 3 передается через редуктор 4 на кривошипно-шатунный механизм 5, который преобразует вращательное движение редуктора 4 в поступательное движение штока 6. Перемещаясь вверх, шток 6 поднимает нижнюю оправку 9, которая через упругий элемент 8 и верхнюю оправку 7 поднимает стакан 10. Вместе со стаканом 10 поднимаются и отрываются от обрабатываемой поверхности башмак 11 и связанные с ним через упругий материал 12 плита 13 с ножами 14.
При движении штока 6 вниз, он давит на верхнюю оправку 7 и через нее сжимает упругий элемент 8, который нижним торцом перемещает вниз нижнюю оправку 9, башмак 11, стакан 10, упругий материал 12 и плиту 13 с ножами 14, нанося удар по обрабатываемой поверхности. Удары передаются через упругий элемент 8, что снижает динамическую нагруженность деталей и узлов льдоскалывателя, а наличие упругого материала 12 смягчает ударную нагрузку на обрабатываемую поверхность, уменьшая риск появления сколов (рисок) на бетонной и асфальтобетонной поверхностях после скалывания кусочков льда.
Шарнирное крепление рукоятки управления 2 на несущей конструкции 1 и наличие упругой связи 15 в виде пружин или резиновых подушек обеспечивает виброзащиту оператора во время работы льдоскалывателя. Упругий элемент 8 может быть выполнен в виде рессоры (пружины). В качестве упругого материала 12 могут применяться резина, полиуретан и др.
Продольная ось несущей конструкции 1 наклонена по отношению к вертикали на угол 10…15° вперед, что позволяет льдоскалывателю перемещаться не только вверх, но и вперед, так как возмущающая сила ударно-пружинного механизма раскладывается на 2 составляющие: нормальную (вертикальную) и тангенциальную (горизонтальную). Нормальная составляющая возмущающей силы совершает работу скалывания льда, а тангенциальная - перемещает льдоскалыватель в горизонтальном направлении. Оператор при этом только сопровождает льдоскалыватель и не расходует усилия для горизонтального перемещения машины. Если угол наклона несущей конструкции 1 к вертикали будет меньше 10°, то горизонтальная скорость перемещения значительно уменьшится, если больше 15°, то уменьшается устойчивость льдоскалывателя.