Фреза для дорожных обочин
ROAD SHOULDER MILLING CUTTER

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для планировки дорожных обочин и откосов при строительстве, а также поддержании их в нормальном для эксплуатации состоянии, например, очистки барьерных ограждений между стойками, уборки грунта, снега, наледи с дорожных обочин и откидывания на расстояние до 2-х ж от дороги. Известны различные устройства и приспособления для осуществления таких работ, выполненные в виде отвалов, снегоуборщиков и фрез для дорожных обочин.
Известен отвал комбинированный (патент RU 101457, опубл. 20.01.2011), содержащий сварную конструкцию плуга, состоящего из ножа и лемеха, расположенных под углом к очищаемой поверхности или закрепленные каждый на двух вращательных парах и устанавливаемые в рабочее или транспортное положение при помощи двух гидроцилиндров -поворотный дефлектор и плуг, на балке которого дополнительно закреплен нож, выполненный из материала, отличного от материала, из которого изготовлен основной лемех,
Известен также отвал (патент RU 125208, опубл. 20.01.2015), который представляет собой сварную конструкцию плуга, имеющего цилиндрическую форму рабочего профиля крыла, положение которого в пространстве задается работой гидроцилиндра. Лемех плуга жестко закреплен на ребрах жесткости плуга, на котором также закреплен резиновый нож. Имеется также опускаемый/поднимаемый посредством гидравлики металлический нож. Оба ножа расположены под углом к очищаемой от заснеженности поверхности дорожного покрытия. На лемехе закреплены гидроцилиндры поворота, производящие поворот в необходимую сторону плуга отвала и обеспечивающие его удержание (фиксацию) в повернутом положении. Для сдвига свежевыпавшего снега используют эластичную резиновую часть отвала, а для уборки слежавшегося снега применяют металлическую кромку ножа. Соответственно, при опускании кронштейна гидроцилиндрами вниз рабочим становится нож отвала, установленный на кронштейне.
Недостатком данных конструкций является то, что для использования этих отвалов требуется дорожная (базовая) машина большой мощности, потому что отвал устанавливают на дорожной машине спереди и при работе базовая машина толкает отвал. Данная конструкция не позволяет также производить планировку обочин, что снижает эксплуатационные возможности данных устройств.
Известна фреза для дорожных обочин RP-110 фирмы SaMASZ Польша (https://samasz.ru/assets/download/download/SaMASZ-Maszyny-komunalne-A4-RU-2019.pd; https://agrovektor.ru/physical_product/2058314-freza-dorozhnaya-rp-110.html), содержащая винтовой рабочий орган, который соединен с валом подшипникового узла с гидравлическим мотором. Рабочий орган фрезы с двух сторон закреплен сзади к базовой машине.
Недостатком данной конструкции является то, что фреза удаляет грунт, снег, наледь с дорожных обочин, но не позволяет отбрасывать их в сторону с дорожной обочины, что снижает ее эксплуатационные возможности.
Наиболее близким техническим решением является фреза для дорожных обочин SP90 фирмы Rolmex Польша (https://exkavator.ru/trade/parts/message/44212.html). Фреза представляет собой гидравлическую навеску к манипулятору (навесному узлу), установленному на базовой машине, например, тракторе. Гидравлическая навеска - винтовой рабочий орган и консольно соединенный с ним вал подшипникового узла с гидравлическим мотором, которые расположены в корпусе фрезы (соединительный корпус). С корпусом фрезы соединен манипулятор (навесной узел) для перемещения винтового рабочего органа, закрепленный на базовой машине. Навесной узел представляет собой стрелу и рукоять, соединенные шарнирно между собой. Рукоять шарнирно соединена с винтовым рабочим органом, а стрела - с базовой машиной. Управление работой навесного узла осуществляется с помощью гидроцилиндров, установленных на стреле и рукояти. Основное назначение фрезы - удаление верхнего слоя обочин и их планировка для создания угла наклона для водоотведения. Фреза удаляет грунт, снег, наледь с дорожных обочин и отбрасывает их в сторону с обочины. В зимнее время фрезу SP90 используют для удаления наледи и плотных снежных масс.
Недостатком данного устройства является то, что данная фреза не позволяет производить очистку и планировку обочин в трудно доступных местах, например, под дорожными ограждениями и другими установленными на обочинах конструкциями, что снижает эксплуатационные возможности данного устройства.
Технической задачей является создание фрезы для дорожных обочин, которая позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства за счет обеспечения возможности очистки и планировки обочин в труднодоступных местах, при обеспечении тщательной очистки дорожной обочины с произвольным уклоном.
Поставленная задача достигается тем, что фреза для дорожных обочин содержит винтовой рабочий орган, который консольно соединен с валом подшипникового узла с гидравлическим мотором. Подшипниковый узел закреплен в соединительном корпусе, с которым шарнирно соединен навесной узел с гидроцилиндрами для перемещения рабочего винтового органа, установленный на базовой машине, Новым является то, что навесной узел выполнен в виде рамы, состоящей из двух телескопически соединенных между собой секций, выполненных с возможностью перемещения относительно друг друга в горизонтальной плоскости. На торце одной секции рамы закреплена прямоугольная плита," к которой прикреплена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная плита, шарнирно связанная с соединительным корпусом. Вдоль секций рамы навесного узла установлен первый гидроцилиндр, закрепленный концами на прямоугольной плите и противоположном конце рамы. Второй гидроцилиндр закреплен концами между прямоугольной плитой рамы и дополнительной плитой. Третий гидроцилиндр установлен между соединительным корпусом и дополнительной плитой. Рама навесного узла установлена между передней и задней осями колес под базовой машиной. Кроме этого секции рамы навесного узла выполнены в виде отрезков трубы прямоугольного сечения, вставленных друг в друга и соединенных поперечными балками. Дополнительная плита закреплена на прямоугольной плите с помощью скоб, прикрепленных к прямоугольной плите с двух сторон вдоль дополнительной плиты, в которые вставлена дополнительная плита. На верхней стороне соединительного корпуса закреплен с помощью дополнительной пластины кронштейн с проушинами. Дополнительная плита рамы шарнирно связана с соединительным корпусом с помощью кронштейна с проушинами, который соединен цилиндрическим шарниром с закрепленными на дополнительной плите пластинами с проушинами. Рама навесного узла установлена под базовой машиной с помощью закрепленной вдоль осей колес базовой машины дополнительной рамы, поперек которой между осями колес базовой машины установлена рама навесного узла..
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид фрезы для дорожных работ с винтовым рабочим органом установленным в рабочем Б и нерабочем (транспортном) А положении, на фиг. 2 - винтовой рабочий орган с подшипниковым узлом, на фиг. 3 представлен винтовой рабочий орган, соединенный с рамой навесного узла, установленной под базовой машиной (вид сверху), на фиг. 4 - рама навесного узла, на фиг. 5 - рама навесного узла, соединенная с дополнительной рамой для крепления на базовой машине, на фиг. 6 представлен вид сбоку со стороны обочины базовой машины с фрезой, на фиг. 7 - шарнирное соединение навесного узла с подшипниковым узлом, на фиг. 8 - соединительный корпус подшипникового узла.
Позиции чертежей на фигурах: 1 - винтовой (шнековый) рабочий орган, 2 - защитный кожух, 3 - подшипниковый узел, 4 - соединительный корпус, 5 - гидравлический мотор, 6 - навесной узел, 7 - базовая машина, 8 - рама навесного узла, 9, 10, 11 - гидроцилиндры, 12 - прямоугольная плита рамы, 13 - шарнирное соединение, 14 - выдвижная секция рамы, 15 - неподвижная секция рамы, 16 - дополнительная рама базовой машины, 17 - поперечные балки рамы, 18 - дополнительная плита рамы, 19 - пластины с проушинами для шарнирного соединения дополнительной плиты, 20 - кронштейн с проушинами, 21 - скобы для дополнительной плиты, 22 - цилиндрический шарнир, 23 - дополнительная пластина для кронштейна, 24 - крепежный узел дополнительной рамы, 25 - дорожное ограждение, 26 - фланец для крепления соединительного корпуса, 27 - ось крепления гидроцилиндра, приваренная к соединительному корпусу.
Фреза для дорожных обочин содержит винтовой (шнековый) рабочий орган 1 (фиг. 1, 2, 3), имеющий сверху защитный кожух 2, который предотвращает разброс во все стороны грязи и мусора, очищаемого с поверхности обочин. Одним концом (консольно) рабочий орган 1 соединен с подшипниковым узлом 3 (валом, установленным в подшипниках). Подшипниковый узел расположен в соединительном корпусе (корпусе фрезы) 4, который жестко связан болтовым соединением с винтовым рабочим органом 1. Вал подшипникового узла приводится в движение соединенным с ним гидравлическим мотором 5, работающим от гидравлической системы базовой Машины или автономной гидростанции. С соединительным корпусом подшипникового узла 4 связан навесной узел 6 с гидроцилиндрами для перемещения винтового рабочего органа Г, закрепленный под базовой машиной 7 (трактором и другими дорожными машинами).Соединительный корпус 4 скреплен с навесным рабочим органом ботовым соединением с помощью фланцев 26 (фиг. 8). Навесной узел 6 выполнен в виде металлической рамы 8 (фиг. 3, 4, 5) с гидроцилиндрами 9, 10, 11 и закрепленной на торце рамы прямоугольной плитой 12. Рама навесного узла 8 состоит из двух телескопически соединенных между собой секций - выдвижная секция рамы 14 и неподвижная секция рамы 15. Секции рамы могут быть выполнены в виде отрезков трубы прямоугольного сечения, соединенных поперечными балками 17. Сечение трубы выдвижной секции 14 имеет меньшее сечение и выдвижная секция вставлена в секцию большего сечения - неподвижную секцию 15 с возможностью перемещения выдвижной секции 14 в горизонтальной (продольной) плоскости - плоскости рамы 8. Неподвижная секция 15 жестко закреплена на дополнительной раме 16, которая жестко соединена с базовой машиной 7. Поперечные балки 17 соединяют отрезки труб неподвижной секции 15. На торце выдвижной секции 14 закреплена, например, болтовым соединением прямоугольная металлическая плита 12, расположенная перпендикулярно плоскости рамы 8. С помощью плиты 12 осуществляют соединение навесного узла 6 с винтовым рабочим органом 1. Для этого к прямоугольной плите прикреплена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная плита 18, шарнирным соединением 13 связанная с соединительным корпусом 4 (фиг. 7). Дополнительная плита закреплена на прямоугольной плите с помощью скоб 21, прикрепленных к прямоугольной плите, например, болтовым соединением. Две скобы расположены вдоль прямоугольной плиты 12 с двух сторон от дополнительной плиты 18. В эти скобы вставлена дополнительная плита с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Шарнирное соединение 13 навесного узла 6 с винтовым рабочим органом 1 выполнено следующим образом. На верхней стороне соединительного корпуса 4 закреплен, например, с помощью дополнительной пластины 23 кронштейн 20 - металлическая прямоугольная рама с проушинами, расположенная в вертикальной плоскости. Аналогичные (ответные) проушины выполнены на двух металлических пластинах 19, закрепленных на дополнительной плите 18. Кронштейн 20 и металлические пластины 19 соединены цилиндрическим шарниром 22, вставленным в проушины, с возможностью вращательного перемещения вокруг оси цилиндрического шарнира. На навесном узле 6 установлены три гидроцилиндра 9, 10, 11 (фиг. 1, 4, 5, 7) для перемещения и управления винтовым рабочим органом 1. Гидроцилиндры работают от гидравлической системы базовой машины или автономной гидростанции. Один гидроцилиндр 11 установлен вдоль секций рамы 8 навесного узла. Шток этого гидроцилиндра закреплен на выдвижной секции рамы 14, а именно на прямоугольной плите 12. Другой конец - поршень гидроцилиндра жестко закреплен на противоположном конце неподвижной секции 15 рамы 8 (на поперечной балке 17 неподвижной секции рамы). С помощью данного гидроцилиндра 11 обеспечивают перемещение винтового рабочего органа 1 вперед и назад при очистке в поперечном направлении к обочине, что позволяет производить очистку пространства под дорожными ограждениями 25 (фиг. 1) и около стоек. Гидроцилиндр 11 обеспечивает выдвижение винтового рабочего органа на расстояние более 1 метра. Продольный размер секций рамы 8 подбирают в зависимости от хода гидроцилиндра 11. Второй гидроцилиндр 10 предназначен для перемещения винтового рабочего органа вверх - вниз. Поршень этого гидроцилиндра закреплен на прямоугольной плите рамы 12 в ее верхней части, а шток закреплен на дополнительной плите 18 в ее нижней части. Таким образом гидроцилиндр 10 установлен в вертикальной плоскости и обеспечивает перемещение дополнительной плиты 18 в вертикальной плоскости относительно прямоугольной плиты 12. При этом происходит подъем и опускание винтового рабочего органа над землей. Третий гидроцилиндр 9 установлен на соединительном корпусе 4, где закреплен поршень этого гидроцилиндра," при этом ось крепления 27 гидроцилиндра приварена к соединительному корпусу. Шток закреплен на дополнительной плите 18. С помощью данного гидроцилиндра обеспечивается подъем и опускание винтового рабочего органа 1 в вертикальное или горизонтальное положение - рабочее Б или нерабочее (транспортное) А положение фрезы (фиг. 1). Данный гидроцилиндр позволяет также устанавливать винтовой рабочий орган пол углом, необходимым для очистки обочин с уклоном. Выдвижная рама 8 установлена между передней и задней осями колес под базовой машиной 7 и закреплена болтовым соединением на дополнительной раме 16 базовой машины. Дополнительная рама жестко закреплена вдоль осей колес под базовой машиной крепежным узлом 24. Рама навесного узла установлена и закреплена в средней части поперек дополнительной рамы 16, что обеспечивает расположение винтового рабочего органа над обочиной (фиг. 6). Такое соединение является надежным и удобным в эксплуатации.
Фреза для дорожных обочин работает следующим образом.
Базовая машина 7 с фрезой выезжает на дорогу и останавливается около обочины, которую необходимо очистить от грязи, снега или наледи. Рама навесного узла 8 установлена между передней и задней осями колес базовой машины перпендикулярно дороге и винтовой рабочий орган 1, соединенный с рамой, расположен с боковой стороны базовой машины со стороны обочины. Фреза находится в нерабочем положении А, при котором винтовой рабочий орган поднят вертикально над землей. Включают гидравлическую систему базовой машины или автономную гидростанцию и подают сигнал на гидроцилиндр 9, который поворачивает соединительный корпус 4 за счет шарнирного соединения 13 и устанавливает винтовой рабочий орган 1 фрезы в рабочее положение Б, при котором винтовой рабочий орган 1 расположен параллельно поверхности обочины. Поворот винтового рабочего органа производят до того момента, когда его рабочая поверхность будет повторять угол наклона обочины к поверхности дороги. Включают гидравлический мотор 5 и приводят с помощью подшипникового узла 3 во вращательное движение винтовой рабочий орган 1. Включают гидроцилиндр 10, который перемещает винтовой рабочий орган вверх и вниз. При опускании винтового рабочего органа вниз добиваются максимального соединения его с поверхностью обочины. С помощью гидроцилиндра 10 перемещают дополнительную плиту 18, связанную с соединительным корпусом 4 и винтовым рабочим органом 1, относительно прямоугольной плиты 12, которая жестко закреплена на раме 8 и создают прижимное вертикальное усилие винтового рабочего органа к поверхности обочины, что позволяет производить тщательную очистку дорожной обочины. Базовая машина движется вдоль дорожной обочины и осуществляет фрезерование обочины и ее очистку. Снятый с поверхности обочины грунт, грязь, снег и наледь отбрасывается винтовым рабочим органом на определенное расстояние от дороги. При наличии на обочине барьерных дорожных ограждений 25 производят фрезерование и очистку между стойками этих ограждений. Включают гидроцилиндр 11, концы которого закреплены между выдвижной секцией рамы 14 и неподвижной секцией рамы 15. Гидроцилиндр 11 перемещает выдвижную секцию 14, телескопически соединенную с неподвижной секцией 15 вдоль обочины в плоскости рамы 8. Неподвижная секция 15 остается жестко закрепленной на раме 16 к базовой машине 7. За счет перемещения выдвижной секции рамы 14 винтовой рабочий органа 1 движется поперек обочины под дорожное ограждение на расстояние не менее 1 метра. За счет работы гидроцилиндра 11 создают движение винтового рабочего органа 1 вперед и назад под дорожным ограждением, что позволяет производить очистку пространства под ограждениями и около стоек, а также производить очистку других препятствий, установленных на дорожной обочине. За счет этого обеспечивается очистка и планировка обочин в труднодоступных местах, что позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства, при обеспечении тщательной очистки дорожной обочины с произвольным уклоном.