УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ЛЕДЯНОГО И СНЕЖНОГО НАКАТОВ
DEVICE TO REMOVE ICE AND SNOW TRACKS FROM HARD ROAD COVERING

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к очистке 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 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. Политех. словарь / Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. - П50 2-е изд. - М.: Советская энциклопедия. 1980-656 с., ил.).
Наиболее близким решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство, выполненное в виде дисков, посаженных с заданным эксцентриситетом на две оси, сопряженные между собой в направлении движения под углом более 180°. Диски способны пассивно вращаться от буксирующего их усилия и сил трения между кромками дисков и поверхностью наката, при этом частота угловой скорости вращения и амплитуда вертикальных колебаний дисков определяются диаметром, эксцентриситетом дисков и поступательной скоростью транспортного средства, буксирующего устройство (1. Козин В.М. и др. Патент РФ №2361036, МКИ Е01Н 5/12 от 10.07.2009, Бюл. №19).
Недостатком устройства является неизбежная повреждаемость поверхности дорожных покрытий.
Сущность изобретения заключается в разработке устройства, снижающего степень разрушения поверхности твердых дорожных покрытий, имеющих неровности в виде бугорков или углублений.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличения срока службы твердых дорожных покрытий, с поверхности которых необходимо регулярно удалять накат.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: устройство для удаления с поверхности твердого дорожного покрытия ледяного и снежного накатов, включающее в себя разрушающие накат элементы, которые выполнены в виде дисков, посаженных с заданным эксцентриситетом на две оси, сопряженные между собой в направлении движения под углом более 180° и оснащенные устройством, позволяющим изменять этот угол в зависимости от характеристик наката, диски способны пассивно вращаться от буксирующего их усилия и сил трения между кромками дисков и поверхностью наката, при этом частота угловой скорости вращения и амплитуда вертикальных колебаний дисков определяются диаметром, эксцентриситетом дисков и поступательной скоростью транспортного средства, буксирующего устройство, при этом для обеспечения поступательной скорости устройство прикрепляют к транспортному средству, движущемуся по дорожному покрытию с необходимой скоростью, а для создания необходимых скалывающих усилий диски нагружены соответствующей вертикальной нагрузкой, при этом кромка дисков заточена под углом, обеспечивающим максимальную интенсивность скола наката, а расстояние между дисками выбрано таким, чтобы обеспечивалась гарантированная отделяемость от дорожного покрытия фрагментов, т.е. полос наката, расположенных между плоскостями дисков, при максимальной ширине фрагментов наката.
Отличительные: каждый диск посажен на свою собственную ось с помощью подпружиненных подвесок, заключенных в правый и левый каркасы, которые сопряжены между собой под углом более 180°.
Изобретение осуществляется следующим образом. По поверхности твердого покрытия, покрытого накатом, при помощи транспортного средства буксируют устройство, выполненное в виде дисков, посаженных с заданным эксцентриситетом на две оси, сопряженные между собой в направлении движения под углом менее 180°, который изменяют в зависимости от характеристик наката: при уменьшении его толщины и прочности угол уменьшают, что приводит к увеличению касательных напряжений, т.е. сдвиговых деформаций. Диски способны пассивно вращаться и катиться по поверхности покрытия от буксирующих их усилия и сил трения между кромками дисков и поверхностью наката.
При своем движении диски при их внедрении в накат будут создавать нормальные и касательные напряжения, достаточные для отрыва от дорожного покрытия. Для обеспечения этих условий диски нагружают необходимой вертикальной нагрузкой и разворачивают плоскость диска на определенный угол по отношению к их поступательному движению. Угол поворота при помощи, например, гидропривода устанавливают таким, чтобы интенсивность (степень) разрушения наката была наибольшей. Режущую кромку дисков предварительно затачивают под углом, при котором происходит максимальная интенсивность скола, т.е. отделение фрагментов наката от поверхности дорожного покрытия и от неразрушенного массива наката. Расстояние между дисками выбирают таким, чтобы обеспечивалась гарантированная отделяемость от дорожного покрытия фрагментов (полос) наката, расположенных между плоскостями дисков, при максимальной ширине фрагментов наката. Угол заточки и расстояние между дисками выбирают на основании предварительных экспериментальных исследований и визуальных наблюдений.
Посадка дисков на оси с эксцентриситетом обеспечивает периодичность механического воздействия устройства на накат, т.к. при его поступательном перемещении буксирующим усилием будут неизбежно возникать вертикальные колебания устройства, повышающие интенсивность механического воздействия на накат. Поскольку частота вертикальных колебаний напрямую зависит от угловой скорости вращения дисков, то ее изменяют за счет изменения поступательной скорости устройства. С целью обеспечения наиболее эффективного периодического воздействия нагружающего устройства на накат его осуществляют с частотой, равной собственной частоте вертикальных колебаний устройства, контактирующего с накатом, т.е. системы «устройство-накат». Это вызовет резонансное увеличение амплитуд колебаний устройства и соответствующее увеличение усилий, скалывающих накат.
Посадка дисков на свои собственные оси с помощью подпружиненных подвесок обеспечивает их взаимодействие с покрытием в плавающем режиме, что позволяет отслеживать неровности (бугорки или углубления), неизбежно встречающиеся на покрытии. Т.о. в отличие от аналога подпружиненность подвесок будет обеспечивать постоянность вертикальных усилий на каждом диске независимо от неровностей поверхности покрытия, что уменьшит степень его повреждаемости и позволит достичь заявленный технический результат.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид на устройство сверху, на фиг.2 - вид по сечению А-А, на фиг.3 - вид по сечению Б.
На дорожном покрытии 1 с накатом 2 размещено устройство, выполненное в виде дисков 3, каждый из которых посажен на свои собственные оси 4 (фиг.2, 3). Диски заключены в правый 5 и левый 6 каркасы, которые сопряжены под углом γ>180° (фиг.1), с помощью подпружиненных подвесок, состоящих из вилок 7, пружин 8 и креплений 9 (фиг.2, 3). В нижних полках 10 каркасов 5 и 6 выполнены направляющие вырезы 11, позволяющие вилкам 7 перемещаться только вертикально.
При перемещении устройства от усилия Р, создаваемого транспортным средством (не показано), диски 3 будут создавать нормальные N (фиг.2) и касательные Т (фиг.1) усилия. Для осуществления периодического воздействия устройства на накат 2 диски 3 посажены на оси 4 с эксцентриситетом е (фиг.2).