Рахимбердинова М.У.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет

им. Д. Серикбаева, Казахстан

Рабочий орган для разрушения льда

на автодорогах

Изобретение относится к области очистки автодорог от уплотненного снега и льда, а именно к устройствам для разрушения уплотненного снега и льда и может быть использовано в дорожной отрасли. Известен рабочий орган для очистки дорожных покрытий ото льда, содержащий приводной барабан, упругие тяги, прикреплённые к барабану, рабочие насадки, выполненные в виде конусов и прикреплённые к концам тяг с расположением оснований конусов в сторону барабана, и снабженный дополнительными рабочими коническими насадками с центральными отверстиями, свободно установленными на тягах по всей их длине с расположением основания конусов в сторону барабана

Недостатками данного рабочего органа являются невозможность регулирования ширины полосы обрабатываемого участка автодороги, регулирования величины разрушающего воздействия вне зависимости от частоты вращения рабочего органа, сложность ремонта рабочего органа, а именно, замены гибкой упругой тяги при возможном ее обрыве, что снижает надежность рабочего органа, возможность повреждения дорожного покрытия острыми кромками конических насадок, а также большая масса цилиндрического барабана, не оказывающая влияния на эффективность рабочего процесса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является рабочий орган для разрушения льда на автодорогах, содержащий цилиндрический барабан с горизонтальной осью вращения и закреплёнными на его внешней поверхности ударниками, выполненными в виде цепей, а цепи закреплены на барабане обоими концами с зазором между средней частью каждой цепи и поверхностью барабана, при этом цепи расположены параллельно оси барабана в шахматном порядке и с перекрытием концов друг друга.

Недостатками данного рабочего органа являются невозможность регулирования ширины полосы обрабатываемого участка автодороги, регулирования величины разрушающего воздействия ударника вне зависимости от частоты вращения рабочего органа, использование только ударного воздействия на ледяное покрытие и не использование других видов воздействия, сложность ремонта рабочего органа, а именно, замены ударника при возможном его обрыве, что снижает надежность рабочего органа, а также большая масса цилиндрического барабана, не имеющая влияния на эффективность рабочего процесса.

Задача изобретения – повышение эффективности разрушения уплотненного снега и льда и качества очистки дорожных покрытий, расширение технологических возможностей рабочего органа, исключение повреждения дорожного покрытия в процессе очистки. Технический результат от использования изобретения заключается в совмещении разных видов воздействия на разрушаемое снежно-ледяное образование, обеспечении возможности регулирования величины разрушающего воздействия ударника вне зависимости от частоты вращения рабочего органа, в возможности регулирования ширины полосы обрабатываемого участка автодороги, улучшении ремонтопригодности и повышении надёжности конструкции рабочего органа, в снижении массы и металлоемкости рабочего органа. Сущность изобретения заключается в том, что в рабочем органе для разрушения льда на автодорогах, включающем ударники, ударники выполнены в виде тросов и с помощью разъемного соединения прикреплены к дискам, установленным на приводном валу с возможностью вращения вместе с приводным валом и осевого перемещения вдоль приводного вала. При этом на приводном валу установлено не менее двух дисков, а между дисками установлен упругий распорный элемент, например, в виде спиральной пружины.

На рис. 1 изображен рабочий орган (фронтальный вид); на рис. 2 – вид А на рис. 1 в процессе работы рабочего органа; на рис. 3 – рабочий орган (фронтальный вид) в положении при сдвинутых дисках; на рис. 4 – выносной элемент Б на рис. 1.

Рабочий орган для разрушения льда на автодорогах содержит диски 1, к дискам 1 с помощью болтов 2, прикреплены ударники 3, выполненные в виде металлического троса. Диски 1 надеты на приводной вал 4 и связаны с ним при помощи шлицевого соединения. От самопроизвольного осевого перемещения в процессе работы диски фиксируются болтами 5, а для облегчения процесса регулировки расстояния между дисками 1, между ними установлена спиральная пружина 6.

Рабочий орган работает следующим образом. Вращающиеся от приводного вала 4 и движущиеся вдоль очищаемой поверхности диски 1 приближают к очищаемой поверхности, например, на расстояние, равное половине длины рабочей части ударника 3. В процессе движения сверху вниз раскрученного ударника 3 происходит удар по очищаемой поверхности и раскалывание льда или уплотнённого снега за счёт деформации ударного сжатия от сил инерции, вызываемых массой ударника 3, с одновременным копированием очищаемой поверхности, при этом за счет выполнения ударника 3 в виде цельного троса в ударное воздействие вовлекается вся масса ударника 3, что позволяет разрушать уплотненный снег и лед большой толщины и прочности. В следующий момент после нанесения удара, при дальнейшем повороте дисков 1 и передвижении ударника 3 навстречу скалываемому льдо- и снегообразованию, каждый ударник 3 изгибается и проходит в зазоре между дисками 1 и дорожным покрытием, происходит соскабливание льда и снега с очищаемой поверхности, включая выбоины, за счёт гибкости и упругости ударника 3, что повышает качество очистки дорожных покрытий, и обеспечивает очистку обледеневшего дорожного покрытия практически до состояния сухого асфальта, при этом ударники 3 захватывают и отбрасывают по направлению вращения рабочего органа отколотые куски льда и уплотненного снега. Это повышает эффективность разрушения уплотненного снега и льда и качество очистки дорожных покрытий, расширяет технологические возможности рабочего органа. В процессе протаскивания ударника 3 между очищаемой поверхностью и дисками 1, ударник 3 изгибается и зона контакта ударника 3 с поверхностью зависит от длины рабочей части ударника 3 и высоты рабочего органа над очищаемой поверхностью. Поскольку металлический трос, из которого выполнен ударник 3, имеет в поперечном сечении форму круга, то отсутствие на ударнике 3 острых кромок, в сочетании с пониженной прочностью льда на сжатие по сравнению с прочностью асфальтобетона, исключает повреждение дорожного покрытия в процессе очистки. Таким образом, достигается совмещение разных видов воздействия (ударное сжатие, резание протягивания, соскабливание, разрыв) на разрушаемое снежно-ледяное образование. При этом при протаскивании необходимое для качественной очистки усилие прижатия ударника 3 к очищаемой поверхности обеспечивается за счет естественной упругости металлического троса ударника 3. Для изменения ширины полосы обрабатываемого участка автодороги необходимо ослабить болты 5, фиксирующие диски 1 на приводном валу 4, переместить диски 1 вдоль приводного вала 4, установив необходимую ширину обрабатываемой полосы, после чего зафиксировать диски 1 на приводном валу 4, затянув болты 5. При этом, при сближении дисков 1 друг с другом, спиральная пружина 6 будет сжиматься, а при раздвижении дисков 1 друг от друга, спиральная пружина 6 будет разжиматься, перемещая диски 1 и облегчая процесс регулировки ширины обрабатываемой полосы. При сближении дисков 1 друг с другом, происходит сближение концов ударника 3, закрепленных на дисках 1, в результате чего происходит удаление от оси вращения рабочего органа точки перегиба троса ударника 3, соответствующей середине троса, и соответствующее увеличение радиуса рабочего органа R. Это приводит к увеличению окружной скорости на периферии рабочего органа и ударника 3 при той же частоте вращения рабочего органа. Увеличение окружной скорости приводит к увеличению кинетической энергии ударника 3, что повышает величину разрушающего воздействия ударника 3 на снежно-ледяное образование без изменения частоты вращения рабочего органа. Поэтому имеется возможность регулировать величину разрушающего воздействия ударника 3 вне зависимости от частоты вращения рабочего органа и в зависимости от условий работы, например, при повышенной прочности льда можно сдвинуть диски 1, уменьшив ширину обрабатываемой полосы, но повысив при этом кинетическую энергию ударника 3 и величину разрушающего воздействия. Величина ударной нагрузки может меняться также за счет изменения массы ударника 3. Исключение из конструкции рабочего органа цельнометаллического цилиндрического барабана и замена его дисками 1, уменьшает массу и металлоемкость рабочего органа и позволяет, снимая или добавляя диски 1, регулировать количество и расположение ударников 3, установленных между дисками 1, изменяя характер и величину воздействия на разрушаемое снежно-ледяное образование в зависимости от условий работы. Это повышает эффективность разрушения уплотненного снега и льда и качество очистки дорожных покрытий, расширяет технологические возможности рабочего органа. При необходимости замены ударника 3 в случае его поломки или замены на более массивный, необходимо открутить болты 2 крепления ударника 3 к дискам 1, заменить ударник 3 и снова закрутить болты 2, закрепив ударник 3 на дисках 1. Таким образом, упрощается конструкция и процесс ремонта, а значит, повышаются ремонтопригодность и надежность рабочего органа. Расположение ударников 3 обеспечивает разрушение слоя снежно-ледяного образования по всей ширине обрабатываемой полосы дороги. Качество и степень очистки регулируются также при изменении скорости рабочего органа и скорости перемещения его вдоль очищаемой поверхности.

Предлагаемый рабочий орган за счет применения ударников выполненных в виде тросов и прикрепленных к дискам с помощью разъемного соединения, дисков, установленных на приводном валу с возможностью вращения вместе с приводным валом и осевого перемещения вдоль приводного вала, позволит повысить эффективность разрушения уплотненного снега и льда, качество очистки дорожных покрытий, расширить технологические возможности рабочего органа, исключить повреждение дорожного покрытия в процессе очистки, улучшить ремонтопригодность и повысить надежность конструкции рабочего органа, снизить массу и металлоемкость рабочего органа.

		3
									3

Рис. 1

А

	5
		Рис. 2

							5
	4				6

	Рис. 3
Б

3

2

Рис. 4