Строительные машины и основы автоматизации

МАШИНЫ ДЛЯ ЗИМНЕЙ УБОРКИ ДОРОГ

Для обеспечения нормальных условий работы и безопасного движения автотранспортных средств и пешеходов в зимний период предусматривается проведение работ по снегоочистке проезжей и пешеходной части дорог, бульваров и тротуаров, по уборке валов и удалению снежно-ледяных образований, а также устранению голо­леда. Указанные виды работ выполняют распределителями техноло­гических материалов, плужно-щеточными и роторными снегоочис­тителями, а также автогрейдерами легкого и среднего типов, льдоскалывателями и снегопогрузчиками.

Распределители технологических материалов ведут обработку дорожных покрытий обычно в зимнее время года. С их помощью по снежному покрову дорог и тротуаров распределяют химические ма­териалы, растворы которых имеют низкие температуры эвтектик. Это способствует сохранению снегом сыпучего состояния, что пре­пятствует уплотнению и позволяет довольно легко сдвигать и сме­тать его с дороги основными уборочными машинами (плуж­но-щеточными снегоочистителями). При этом наивысший эффект достигается при качественном перемешивании реагентов со снегом, что обеспечивается большой интенсивностью движения автотранс­порта или пешеходов. В качестве жидких реагентов используют рас­творы хлористого кальция и хлористого магния, которые распреде­ляются после небольшой доработки поливомоечными машинами. К основным, вносимым в снег твердым сыпучим материалам, отно­сятся пескосоляная, пескореагентная и неслеживающаяся смеси, а также реагент ХКФ в виде чешуек и гранул. Распределение сыпучих материалов по поверхности снега производится в основном с помо­щью вращающегося разбрасывающего диска, подача материала на который из кузова осуществляется путем перемещения кузова в на­клонное положение, использования вибрационных устройств или различных конструкций шнековых, ленточных и, в основном, скреб­ковых конвейеров.

Машины для распределения технологических материалов имеют одинаковые конструкции, устанавливаются на шасси автомобилей, имеют вместимость кузова 2,2...6,5 м3, ширину посыпки 4... 10,5 м и производительность 120...237,5 тыс. м2/ч. В общем случае универ-

сальный разбрасыватель состоит (рис 9.6) из разбрасывающего дис­ка 7, редуктора привода конвейера 2, бункера 3, рычага шибера 4, скребкового конвейера 5, кузова машины 6, решетки 7, механизма натяжения конвейера 8, пульта управления 9, насоса 10, надрамника 11, гидросистемы 72.

Для очистки городских дорожных покрытий от снега во время и после его выпадения применяют плужно-щеточные снегоочистите ли. Работы выполняют по специальной технологии, обеспечиваю­щей качественную очистку дорог. Вначале снежный покров обраба­тывают реагентами, предотврашающими уплотнение снега колеса­ми автотранспорта и сохраняюшими его сыпучие свойства, а затем в работу включается, в зависимости от ширины дорожного покры­тия односторонней полосы, несколько плужно-щеточных снегоочис­тителей. Они движутся друг за другом «веером» от осевой линии или разделительного бордюра дороги, причем ширина перекрывае­мой полосы для второй машины составляет 0,5 м, для третьей 0,35...0,4 м и т. д.

Рабочий процесс машины разделен на две операции: 1) отделе­ние отвалом (плугом) от дороги слоя снега со сдвиганием его в сто­рону; 2) дальнейшие разрушение и отбрасывание его в сторону ци­линдрической щеткой с образованием продольных валов. При этом резиновые ножи должны иметь равномерную высоту и плотно при­легать к дорожному покрытию по длине отвала при его опускании. В соответствии с этим в зимнее время на поливомоечные, универ­сальные машины и пескоразбрасыватели устанавливают сменные рабочие органы, состоящие из плужного и щеточно-подметальногс оборудования.

Плужно-шеточные снегоочистители устанавливают в основном на шасси автомобиля или на тракторе. Плужное оборудование сне-

гоочистителя (рис. 9.7) включает в себя отвал 1 с частично радиус­ной поверхностью и закрепленным на нем болтами секционным ре­зиновым ножом 2, поворотную раму 3, механизм подъема отвала 4, сцепную раму 5, соединенную с валом 6 с толкающими штангами 7 и толкающую раму 8. Отвал может устанавливаться под углом 35 и 40° в обе стороны относительно оси машины путем перестановки крепежных пальцев в отверстиях дуги поворотной рамы. Две трубчатые телескопические толкающие штанги служат амортизато­ром между сцепной и толкающей рамами. Подъем плуга осуществ­ляется гидроцилиндром.

В состав подметального оборудования входит цилиндрическая щетка 9 с гидравлическим механизмом подъема-опускания, ко­ническим редуктором, работающим через карданный вал от разда­точной коробки и цепной передачи с демпфирующим устройством натяжения цепи. Все оборудование щетки закреплено на специаль­ной раме, а ось щетки установлена под углом 60...62° к продоль­ной оси машины.

В летнее время снегоочистители на базе тракторов могут исполь­зовать бульдозерное оборудование для работ на планировке грунта и полигонах твердых бытовых отходов.

Отечественные плужно-щеточные снегоочистители имеют шири­ну отвала 2160...3060 мм, ширину щетки 1600...2700 мм, диаметр щетки 500...600 мм. Они перемещаются с рабочей скоростью

11.. .30 км/ч и имеют производительность 15000...75000 м2/ч.

Для очистки дорожных покрытий от свежевыпавшего снега, для перемещения его валов на свободные территории (газоны площадки и т. п.), а также для погрузки снега в автосамосвалы наряду с плуж­но-щеточными используют роторные снегоочистители. В общем случае рабочий процесс этих машин состоит из отделения снега от основной массы или вала снега и сообщения последнему скорости, соответствующей длине его отбрасывания или погрузки в транс­портные средства. В соответствии с этим указанные виды работ вы­
полняют раздельно двумя или одним рабочим органом совмещенно­го типа.

Рабочий орган совмещенного типа (рис. 9.8, а, 6) представляет собой режущий снег ротор 1 или фрезерный барабан 2, которые од­новременно разрабатывают, отделяют от дорожного покрытия и выбрасывают снег по направляющему патрубку 3 снег в сторону, т. е. служат метателем. Фрезерный барабан состоит из цилиндра с карманами-лопастями в средней части и навитыми по его поверхно­сти режущими лентами. Резание и отделение стружки снега осущест­вляется косым профилем фрезы, выполняемой многозаходной с ре­жущими кромками по периферии.

В раздельном рабочем органе питателем является механизм, раз­рабатывающий и подающий снег к метателю, а метателем — меха­низм, отбрасывающий его в сторону. В соответствии с этим рабочие органы и машины-снегоочистители делят на плужно-роторные (рис. 9.8, в), шнеко-роторные (рис. 9.8, г) и фрезерно-роторные (рис. 9.8, д). В качестве питателя в них используются плуг 4, шнек 5 или фреза 6, а метателем служит установленный сзади перпендику­лярно к ним ротор 1. В плужном питателе снег перемещается по ло­бовой поверхности плуга к ротору. Шнековый питатель состоит из трубы с ленточными винтовыми лопастями правого и левого захо­дов и может иметь от одного до трех рабочих шнеков. Фрезерный питатель состоит из безбарабанной фрезы с ленточными ножами. В различных конструкциях машин используют один или два ротора. Изменение направления отбрасывания снега (в одну или другую сторону относительно очищаемой дороги) осуществляется реверси­рованием привода ротора и поворотом направляющего патрубка.

Фрезерно-роторные снегоочистители наиболее эффективны при разработке плотного и смерзшегося снега, а остальные на очистке дорожных покрытий от свежевыпавшего снега и уборки его подго­товленных валов в прилотковых зона^.

Шнеко-роторные снегоочистители выпускают в основном на базе шасси автомобилей, а фрезерно-роторные на базе колесных тракторов, но могут устанавливаться и на гусеничных тракторах и специальных шасси. В общем случае шнеко-роторный снегоочисти-

тель (рис. 9.9) состоит из рабочего органа 1, его подвески 2, гидро­системы 3, привода рабочего органа 4, основной рамы автомобиля с кабиной 5, силовой установки 6 и подрамника с капотом 7. На дан­ной машине используется один дизельный двигатель, установлен­ный за кабиной водителя, от которого через раздаточный редуктор и систему карданных валов осуществляется привод ходового обору­дования на три моста автомобиля и рабочего органа (на ротор и шнеки).

Непосредственная передача крутящего момента на шнеки про­исходит за счет цепной передачи, ведущая звездочка которой со­вмещена с муфтой предельного момента для предотвращения шнеков от перегрузок во время работы. Подъем-опускание ра­бочего органа и поворот направляющего патрубка производится гидроприводом.

Роторные снегоочистители имеют диаметры шнеков 450...550 мм и ротора 975... 1220 мм с частотой вращения соответственно

5,3.. .5,9 и 5,63...7,08 с*1, при ширине захвата 2...2,8 м, высоте уби­раемого слоя снега 1,2...1,7 м, дальности его отбрасывания 24...31 м и рабочей скорости 0,3...7,84 км/ч обеспечивают производитель­ность 500... 1375 т/ч.

Для направленной переброски снега, укладки его в валы и по­грузки в транспортные средства в городских условиях использует­ся фрезерно-роторный снегоочиститель на тракторном шасси (рис. 9.10, а). Крутящий момент от двигателя трактора передается на коробку отбора мощности 2 и через карданные валы 3 и проме­жуточную опору с предохранительной муфтой 4 на ротор 5, а через конический редуктор 7 на фрезу 6 (рис. 9.10, б). Установка оборудования в рабочее или транспортное положение, поворот же­лоба и его козырька осуществляются с помощью гидросистемы. Для погрузки снега в транспортные средства имеется съемный по­воротный желоб 1,

483

Для удаления уплотненного снега и слоя льда (при использова­нии реагентов, снижающих силы смерзания льда с дорожным по­крытием) применяют скалывающе-рыхлительное оборудование. По виду воздействия на скалываемую среду различают пассивные и активные рабочие органы. В качестве пассивных применяют вра­щающийся металлический барабан 1 с установленными на нем гребнями 2 (рис. 9.11, а) или нож бульдозерного типа 3 (рис. 9.11,

б), которые сминают и отделяют уплотненные слои снега или льда с поверхности дорог и тротуаров под действием прикладываемого усилия при движении машины. Активным органом, не используе­мым в отечественных машинах, является нож (рис. 9.11, в), имею­щий возможность совершать возвратно-поступательные движения вдоль оси.

в)

Скалывающее оборудование с ножевыми рабочими органами пассивного типа устанавливается на колесных тракторах, несущих плужно-щеточное снегоочистительное оборудование (рис. 9.12). На таком снегоочистителе крепятся снегоуборочный отвал 1, гидросис­тема 2, устройство для скалывания уплотненного снега 4, грузы 5 и цилиндрическая подметающая щетка 6. Скалывающее оборудова­ние смонтировано между передней и задней ходовыми осями маши­ны на Н-образной раме коробчатого сечения и состоит из двух гре­бенчатых ножей с двусторонней заточкой и расстоянием между ними 500 мм. Регулировка положения ножей по толщине скалывае­мого снега или льда относительно основной рамы машины осущест­вляется винтами. Предохранение металлоконструкций машины от поломок обеспечивают пружинные амортизаторы с фиксаторами.

К основным параметрам скалывающего оборудования сне­гоочистителей относятся длина ножей (600 мм), угол их установки в плане (90°), угол резания (60°) и максимальная высота убираемого уплотненного снега (100 мм). К достоинствам этих машин следует отнести выполнение работ не только по скалыванию снега и льда, но и по сдвиганию их отвалом и сметанию щеткой в сторону.

Для погрузки снега из валов в автомобили-самосвалы использу­ют снегопогрузчики непрерывного действия, включающие в себя два основных рабочих органа: питатель для разработки и подачи снега и конвейер, который перемещает его в транспортные средства.

По конструктивному исполнению различают снегопогрузчики с лаповым или фрезерным питателем. Лаповый питатель с направ­ляющим сухарем (рис. 9.13, а) представляет собой два идентичных захватных механизма, которые крепятся на раме рабочего органа и расположены на верхней поверхности лопаты 1 параллельно друг другу. Основными частями каждого питателя являются ведущий диск 2, на котором на эксцентрично установленной оси балансира 4 закреплена лапа 3 и балансир 5. Балансиры выполнены с П-образ - ными пазами, которые соединены с направляющими сухарями 7, же­стко закрепленными на лопате. При синхронном вращении (от при­вода) дисков балансиры совершают колебательные движения, а лапы питателей — захватывающие (траектория движения лап пока­зана на рис. 9.13, а пунктиром). Следует отметить, что оба питателя работают синхронно с противоположным направлением вращения дисков с лапами, обеспечивающих попеременное захватывание из валов и куч снега и подачу его на конвейер 6. При этом движение лап питателя при отделении снега из валов и куч происходит срав­нительно медленно, а при перемещении их в исходное положение (холостой ход) — ускоренно.

В современных снегопогрузчиках используют питатели, в кото­рых балансир выполнен без направляющего паза и шарнирно соеди­нен с качающимся рычагом 8, также жестко закрепленным шарнир­но на лопате (рис. 9.13, б). Фрезерный питатель (рис. 9.13, в) включает в себя две двухзаходные (с противоположным направле­нием спирали) фрезы ленточного типа 9, расположенные в передней части машины симметрично относительно ее оси. Рабочий процесс при движении машины заключается в отделении снега лопастями фрезы от дорожного полотна, его перемещении с обеих сторон ко-

жуха 10 к центру и подаче на конвейер и далее в транспортные сред­ства. Транспортирование снега в автосамосвалы производится скребковым конвейером, состоящим из втулочно-роликовой цепи и штампованных скребков закрепленных по оси цепи. В последних моделях снегопогрузчиков с фрезерным питателем используют лен­точные конвейеры, включающие в себя бесконечную прорезинен­ную ленту с закрепленными на ней скребками.

Основными элементами снегопогрузчиков (рис. 9.14) являются шасси 1, перемещающаяся гидроцилиндрами в рабочее или транс­портное положение, стрела 2 с конвейером 3 и питателем с кожу­хом 4, привод рабочих органов 5, гидропривод 6 и силовая установка 7.

Отечественное снегопогрузочное оборудование монтируется на шасси автомобиля, на колесных тракторах, а также на специаль­ных шасси с использованием агрегатов автомобилей. Машины вы­пускают с лаповыми или фрезерными питателями и скребковыми или ленточными конвейерами, ширина захвата 2,3...2,46 м, вылет стрелы конвейера 1,9...2,36 м и при рабочей скорости машины, равной 0,07...2,7 км/ч, обеспечивают производительность в

250.. .330 м3/ч.

Несмотря на большую номенклатуру специализированных ма­шин, для уборки городских дорог и других территорий используют универсальные машины на шасси колесных тракторов. Они предна­значены для круглогодичной работы и включают в себя комплекты плужно-щеточного, поливомоечного, разбрасывающего и роторно­го оборудования. При этом основное оборудование является навес­ным, а поливомоечное и разбрасывающее — прицепным, установ­ленным на одноосном прицепе. Специальные машины имеют дополнительное оборудование для подрезания кустарника и изгоро­дей из него, а также гидробуры для образования ям под посадку де­ревьев и установку знаков.

Для всесезонной уборки тротуаров, дорожек, дворов, площадок, территорий промышленных предприятий и т. п. используют троту­арно-уборочные машины, установленные на базе автомобиля или на шасси специальной конструкции. Они так же, как и универсаль­ные машины, оборудованы подметально-уборочным, плужно-ще - точным и разбрасывающим устройствами и обеспечивают произво­дительность при подметании и снегоочистке до 10 тыс. м2/ч.