ДОРОЖНАЯ МАШИНА
ROAD MACHINE

Изобретение относится к строительной технике, используемой при строительстве площадок для малой авиации и временных автомобильных дорог с применением в качестве строительного материала снега, песка, гравия, щебня в экстремальных условиях.
Известно техническое решение по патенту (RU №2037599, кл. Е01С 19/30). Машина по указанному патенту включает транспортное средство (силовую базу), спереди которого расположен на кронштейнах каток с возможностью перемещения его в вертикальной плоскости, с помощью гидроцилиндра и прижатия посредством силового цилиндра. Для увеличения усилия прижатия катка служит силовой цилиндр с пружиной, т.е. создается импульс силы посредством воздействия давления масла на поршень силового цилиндра. Недостатком этой конструкции является однофункциональность (только уплотнение), а для создания дополнительного давления используется специальная гидравлическая система.
Известна машина для удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий (патент RU №2194115, кл. Е10Н 5/10), содержит шасси с двигателем, при чем на шасси расположен бункер с обогреваемыми выхлопными газами стенками и электрическим нагревателем. Спереди машины расположен шнековый питатель с транспортером. Нагревание стенок бункера служит для таяния льда и снега в нем. Для удаления с дорожного полотна снежно-ледяных образований предложено использовать вращающиеся щетки, а также брандспойты, сообщаемые с циркуляцией талой воды.
Недостатками указанной машины можно считать низкую эффективность по удалению с дорожного полотна снежно-ледяных образований, а подача теплой воды только повышает скользкость движения машины, и чтобы растаял лед требуется горячая вода и достаточно значительное время на таяние льда. Кроме этого вода при низкой температуре замерзает и образует ледяную корку на дорожном полотне.
Известен также дамбоуплотнитель (патент RU №2280120, кл. Е01С 19/23), состоящий из гусеничной силовой базы, в задней части которой смонтировано технологическое оборудование, включающие два вальца, расположенных на телескопической оси, с помощью которых происходит уплотнение грунта, при этом часть массы силовой базы с помощью кронштейнов и боковых гидроцилиндров переводится на катки. Для этого телескопическая ось должна иметь достаточную прочность на изгиб.
К недостаткам указанного дамбоуплотнителя можно отнести ограничение функциональной возможности (только уплотнение подготовленной насыпи).
Известно также грунтоуплотняющее и землеройно-транспортное устройство (патент RU №2163948 кл. Е01С 19/23), включающее тягач, валец и блокатор, расположенный на раме. Устройство выполняет такие функции: срезание грунта, транспортирование и уплотнение грунта. К недостаткам этого устройства можно отнести: при срезании слоя грунта он (слой) накапливается перед вальцом, вследствие чего меняется толщина срезаемого слоя и создается дополнительное сопротивление по перемещению срезанного слоя. Уплотнение грунта вальцом с выемками не обеспечивает создание ровной площадки.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для уплотнения грунта (патент RU №2135683, кл. Е01С 19/34, Е02D 3/046), включающее гусеничную машину с бульдозерным отвалом и прицепную раму, на которой расположены виброплиты, соединенных между собой с помощью пружинных элементов и опорного катка. С помощью бульдозерного отвала производится разравнивание отсыпанного слоя грунта, после чего отвал поднимается и выключается привод кривошипного механизма, приводящий в движение плиты, которые работают в противофазе, т.е. происходит виброуплотнение грунта. К недостаткам данного устройства можно отнести низкую производительность, из-за ограничения скорости перемещения площадки, сложность конструкции, машина уплотняет грунт и не приспособлена для работы с другими материалами (снег, песок) и ограниченную функциональность выполнения технологических операций.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы машины путем расширения ее функциональных возможностей - расчистка площадок и трассы, планировка опорной поверхности, перемешивание снежного материала и его увлажнение перед уплотнением и собственно само уплотнение, формирование профиля трассы дорожного полотна, удаление снежно-ледяных наледей с твердой поверхности, одновременное удаление снега с тротуара и дороги.
Проведенный анализ патентной и научно-технической литературы не выявил известности предлагаемой совокупности существенных признаков.
Для достижения указанной цели базовое силовое шасси машины снабжено бульдозерным отвалом с выдвижными пластинчатыми упорами, спереди отвала на поворотных рычагах расположен рыхлитель с приводом или каток, а сзади кабины оператора управления силовой базой размещены распределитель выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и каток на поворотных рычагах с приводом от движителя силовой базы, например, с помощью цепной передачи, причем распределитель выхлопных газов установлен перед задним катком и имеет теплоизоляцию.
Предлагаемая машина схематически показана на фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 показан общий вид машины (профиль), на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - изображено рабочее положение машины при перемешивании, увлажнении и уплотнении сыпучего материала (снег, песок, гравий), на фиг. 4 - показано рабочее положение машины при уплотнении сыпучего материала с использованием массы силовой базы с одновременным увлажнением материала, на фиг. 5 - сечение А-А фиг. 4, на фиг. 6 - профиль дорожного полотна, а на фиг. 7 - вид Б фиг. 1.
Дорожная машина состоит из силовой гусеничной базы 1 с двигателем внутреннего сгорания (не показан), на раме 2 которой спереди машины шарнирно закреплен рыхлитель 3 со скалывающими элементами 4 и приводом 5 и механизмом подъема 6 (например, гидроцилиндр). Вместо рыхлителя 3 может быть установлен каток 7 при выполнении операции уплотнения насыпи дорожного полотна или площадки (фиг. 4). В передней части машины также шарнирно расположен на раме 2 отвал 8, который имеет возможность перемещаться в вертикальной плоскости, например с помощью гидроцилиндров (на чертежах не показаны), при этом с нерабочей (задней) стороны отвала 8, симметрично относительно продольной оси машины расположены выдвижные плоские упоры 9.
В задней части машины на раме 2 шарнирно установлен каток 10 с механизмом подъема и опускания 11, каток имеет привод 12 от движителя силовой базы, например цепная передача.
К выхлопной трубе двигателя внутреннего сгорания прикреплен распределитель газов 13 трубчатого типа с отверстиями для выхода газов, при этом распределитель 13 имеет теплоизоляцию. Распределитель 13 размещен перпендикулярно к продольной оси машины на всю ее ширину. Угол установки распределителя 13 регулируется тягами 14.
Принцип работы предлагаемой машины заключается в следующем.
При опущенном отвале 8 осуществляется расчистка площадки для малой авиации или под строительные сооружения (здания) или расчистка трассы для будущей автомобильной дороги. Для выполнения других строительных операций, например планировки сыпучего материала (снег, песок, щебень, глина), передний каток поднят и отключен его привод (муфта сцепления не показана для каждой цепной передачи), отвал 8 опускается на заданную высоту и происходит планировка и уплотнение гусеницами и катком 10. После планировки производится окончательное уплотнение сыпучего материала, для чего опускается и передний каток 7 машины (в данном случае рыхлитель 3 заменен на каток 7). Для увеличения плотности дорожного покрытия или поверхности промышленной площадки опускаются оба катка 7 и 10, а само шасси при этом поднимается, вследствие чего его масса переносится на катки 7 и 10 (фиг. 4). Базовое шасси может находиться в горизонтальной плоскости или под углом к горизонтальной плоскости, что позволит использовать его массу и для передвижения машины, что очень важно при уплотнении материала, когда дорога расположена под уклоном (холмистая местность). При работе в зимнее время сыпучий материал находится в замерзшем состоянии. В связи с этим передний каток 7 машины заменяют на рыхлитель 3, а к выхлопной трубе силовой базы монтируют распределитель газов 13. Работа машины в таком варианте происходит таким образом. Отвал 8 опускается на заданную высоту (зависит от толщины уплотняемого слоя), затем опускают рыхлитель 3, а также опускают задний каток 10. При движении машины рыхлитель 3 перемешивает сыпучий материал и, если имеются какие-либо ледяные образования на опорной поверхности, то с помощью скалывающих элементов 4 они разрушаются. В данном случае отвал 2 способствует более эффективному перемешиванию материала, т.к. материал повторно поступает в зону работы рыхлителя 13. Перемешанный и выровненный слой материала частично уплотняется гусеницами силовой базы и катком 10, причем перед уплотнением масса подогревается и, если это снег, то он подтаивает и сразу уплотняется. Наличие операций рыхления, перемешивания и увлажнения способствуют повышению плотности опорного покрытия поверхности (площадки или дороги).
При необходимости увеличить толщину покрытия опорной поверхности отвал 8 поднимается вверх и выдвигаются упоры 9 и снег, или песок, или другой материал сдвигается с обочины на дорогу и отвалом 8 разравнивается и после производят рыхление этого слоя, увлажнение и уплотнение. Выдвижные упоры 9 установлены ступенчато в отношении низа отвала 2, что позволяет формировать бордюрное ограждение (фиг. 6), что способствует повышению безопасности движения транспортных средств. Такая конструкция отвала 8 позволяет также одновременно чистить в населенных пунктах дорогу и тротуары.
Предлагаемая машина по сравнению с известными имеет преимущество, заключающееся в многофункциональности: разграждение, планировка, профилировка трассы, перемешивание и увлажнение снежной массы с последующим ее уплотнением, удаление снежно-ледяных наледей с дорожного полотна и площадки, одновременное удаление снега с тротуаров и дроги.
Предлагаемое техническое решение является новым, промышленно применимым и соответствует изобретательскому уровню. Машины такой конструкции в первую очередь необходимы при освоении северных территорий страны с использованием для строительства дорожного покрытия или площадок снега. Данное изобретение имеет большой технологический и экономический эффект по сравнению с применяемыми техническими средствами для строительства площадок для малой авиации и временных дорог.