УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДОРОГ ОТ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ Российский патент 1999 года по МПК E01H5/12 E01C11/24 

Предлагаемое устройство относится к области коммунального и дорожного хозяйства, а более точно к устройствам для разрушения снежно-ледяных образований на дорогах и тротуарах, и может быть использовано для очистки дорог и тротуаров от ледяных образований, уплотненного снега.

Известно аналогичное устройство для разрушения снежно-ледяных образований (а.с. 2022082, кл. E 01 H 5/12), содержащее вертикальный вал с радиально закрепленными спицами, на которых посредством жестко смонтированных вертикальных осей с возможностью свободного вращения установлены скалывающие конусы. На боковой поверхности каждого конуса выше его основания выполнены зубцы, образующие звездочки.

Звездочки предохраняют конусы от проскальзывания, способствуют концентрации механических напряжений в нижней части забоя, повышая тем самым эффективность скалывания. Однако на этапе врезания конусов в ледяных образования происходит жесткое взаимодействие устройства с очищаемой поверхность, что снижает надежность устройства и может привести к его поломке, или разрушению поверхности дорожного покрытия. Наиболее близким по технической сущности является устройство (а.с. 1783036, кл. E 01 H 5/12), содержащее шарнирно связанные с приводным вертикальным валом рычаги, которые на концах имеют жестко закреплены оси. На осях установлены конусные скалыватели. Рычаги соединены посредством пружин с шлицевой муфтой, установленной на нижней части приводного вала ниже шарниров. За счет пружин обеспечивается необходимая жесткость с одновременной гибкостью устройства. Однако и в этом случае надежность устройства невысокая. Объясняется это тем, что пружины, прижимающие рычаги со скалывающими конусами, находятся в зоне разрушенного материала, который, попадая внутрь пружины, приводит к снижению эффективности их работы. При подпрессовывании разрушенного материала, что зачастую происходит в центре вращения, система: "пружина, подвижная муфта" превращается в монолитный снежный ком. Весь эффект от действия пружин сойдет на нет. Состоянием пружин определяется возможность внедрения конусов в поверхность снежно-ледяного образования. Рычаги с приводным валом должны образовывать максимум прямой угол. Подъем пружин вышеуказанного уровня (пружины незначительно вытянулись, к примеру, а центробежных сил не хватает установить рычаги перпендикулярно оси вращения) не позволяет осуществить процесс врезания. Врезания в этом случае не происходят, так как снежно-ледяным образованием взаимодействует не передняя грань скалывающих конусов, а задняя. Иначе говоря, пружины не имеют ограничителя хода и при некоторой вытяжке устройство становится неработоспособным, т.е. скалывания снежно-ледяного образования не происходит. Задача состоит в том, чтобы наряду с возможностью эффективного внедрения скалывателей в снежно-ледяное образование обеспечить надежную работу устройства на всех стадиях (врезание, основная работа).

Достигается это тем, что устройство для очистки дорог от снежно-ледяных образований, содержащее приводной вертикальный вал, связанные с валом и радиально установленные рычаги, закрепленные на шарнирах с возможностью поворота в вертикальной плоскости, скалыватели, смонтированные на концах рычагов, и пружины, дополнительно содержит жестко закрепленный на валу и перпендикулярно ему диск и упоры для ограничения поворота рычагов, установленные в отверстиях на диске с возможностью ограниченного вертикального перемещения. Рычаги закреплены на диске снизу, и каждый относительно места крепления поделен на два плеча. Короткое плечо обращено к центру диска, а на длинном закреплены скалыватели. Пружины, работающие на сжатие, смонтированы на диске сверху с возможностью взаимодействия с упорами. Скалыватели выполнены в виде тарелок, обращенных основанием вверх. Таким образом заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит диск, жестко закрепленный на валу и перпендикулярный ему, имеет упоры для ограничения поворота рычагов, рычаги закреплены на диске снизу и относительно места крепления имеют два плеча, короткое, обращенное к центру, и длинное, на котором закреплены скалыватели, пружины работают на сжатие и установлены сверху диска с возможностью взаимодействия с упорами, скалыватели выполнены в виде тарелок, обращенных основанием вверх.

Двуплечие относительно шарнира рычаги, установленные снизу диска, отделены от пружин сжатия, установленных сверху диска, и в начальный момент врезания короткое плечо опирается о диск под действием силы тяжести скалывателей, смонтированных на длинном плече, а в процессе работы за счет центробежных сил и реактивных, вызванных взаимодействием скалывателей со снежно-ледяной средой, длинные плечи рычагов перемещаются вверх, взаимодействия с упорами. Так как упоры установлены в отверстиях на диске с возможностью вертикального перемещения, одновременно взаимодействуя с пружинами, при перемещении рычагов упоры сжимают пружины, которые с свою очередь обеспечивают необходимую жесткость и одновременно надежную работу скалывателей при врезании в снежно-ледяные образования. Но вертикальное перемещение упоров ограничено, поэтому чем больше глубина врезания, тем более жесткое прижатие скалывателей к снежно-ледяным образованиям. Это повышает эффективность скалывания, т. к. с увеличением срезаемого слоя увеличивается сопротивление. Причем нарастание усилия прижатия и врезания обеспечивается даже при несколько осевшей пружине. Выполнение рычагов двуплечими и установление их снизу диска позволяют использовать различные виды скалывателей, обеспечивая эффективность скалывания на различной толщине снежно-ледяных образований. Пружины не соприкасаются с разрушаемой средой и, создавая необходимую жесткость и податливость рычагов со скалывателями в процессе всей работы, обеспечивают надежность устройства на всех этапах. Нижняя поверхность скалывателей, выполненных в виде тарелок (края тарелок), имеет незначительные площади опирания, т.е. режущие кромки за счет абразивных частиц дорожного покрытия затачиваются, что положительно сказывается на эффективность скалывания.

На фиг. 1 схематично показан вид сбоку устройства для скалывания снежно-ледяных образований в нерабочем положении, на фиг. 2 - то же, после внедрения скалывателей в снежно-ледяное образование до уровня дорожного покрытия, на фиг. 3 показана схема установки упора и крепления пружины относительно диска.

Устройство состоит из гидромотора 1 с приводным вертикальным валом 2, смонтированным на базовой машине (не показан) посредством параллелограммной подвески, которая включает рычаг 3, диагональный гидроцилиндр подъема 4 и гидроцилиндр 5 наклона устройства. Приводной вал 2 жестко соединен с несущим диском 6, плоскость которого перпендикулярна валу 2. На нижней части диска попарно прикреплены кронштейны 7, между которыми вставлены рычаги 8. Рычаги 8 установлены радиально и фиксируются в кронштейнах 7 с помощью пальца 9. Относительно пальца 9 рычаг делится на два плеча, короткое и длинное. Короткое обращено к центру и служит для надежного удержания рычага 8 со скалывателем в фиксированном положении, а длинное для размещение на нем скалывателя 10 и взаимодействия с упорами 11.

В нерабочем состоянии между упором 11 и длинным плечом рычага имеется зазор (см. фиг. 1), а между рычагом и плоскостью диска угол b. Посадочное место на рычаге 8, кронштейн 7 и палец 9 образуют шарнирное соединение. Упоры 11 установлены в отверстиях на диске 6 (см. фиг. 3) и имеют ступенчатую форму. Часть упора расположена снизу диска и имеет плечики, а верхняя часть, проходящая в отверстии дисков, имеет нажимную шайбу 12. Шайба 12 жестко соединена с упором 11. Пружина 13 закрыта стаканом и одной стороной упирается в крышку 15, а другой - в нажимную шайбу 12 при этом удерживает упор 11 так, что между его плечиками и нижней поверхностью диска 6 образуется зазор. Верхняя часть стакана 14 имеет резьбу, на которую навинчивается крышка 15, а нижняя - фланец для укрепления к диску 6. Скалыватель 10 имеет вид тарелки, обращенной основанием вверх и установленной на оси 16. Ось 16 жестко закреплена на рычаге 8.

Работа устройства осуществляется следующим образом. В начале работы приводной вал 2 установлен под углом α относительно перпендикуляра к дорожному покрытию 17 со слоем снежно-ледяного образования 18. При поступательном движении устройства по стрелке А (см. фиг. 2) и вращении вала 2 гидромотором 1 устройство опускается гидроцилиндром 4. Рычаги 8 под действием центробежной силы перемещаются в сторону диска 6 и упираются в упоры 11, при этом между плоскостью диска и рычагом устанавливается небольшой угол b₁ (см. фиг. 2). При поочередном взаимодействии скалывателей 10 со средой 18 за счет действия центробежных и реактивных сил, рычаг 8, перемещаясь вверх, поднимает упор 11 и посредством нижней шайбы 12 сжимает пружину 13. Регулировка усилия нажатия пружины 13 на упор 11, а также величина хода осуществляется завинчиванием или отвинчиванием крышки 15 на стакан 14.

Рычаг и вместе с ним скалыватель в конечном положении врезания удерживаются не пружиной 13, а диском 6, на который опирается упор 11. Чем больше глубина врезания, тем более жесткое прижатие скалывателей 10 к снежно-ледяному образованию 18, что и необходимо, так как с увеличением срезаемого слоя увеличивается сопротивление. Нарастание усилия прижатия скалывателей 10 при движении их по слою снежно-ледяного образования 18, а также их врезание обеспечивается даже при несколько осевшей пружине 13. При окончании врезания плечики упора 11 входят в контакт с диском 6, рычаг 8 устанавливается относительно диска пол углом b₂, а ось 16 перпендикулярно дорожному покрытию 17. При этом нижняя поверхность скалывателей 10 скользит по поверхности дорожного покрытия, не повреждая его, а режущая кромка скалывает снежно-ледяное образование 18. Скорость опускания устройства гидроцилиндром 4 должна быть согласована со скоростью поступательного движения базовой машины по стрелке А для обеспечения эффективного врезания скалывателей 10 в слой образования 18. После внедрения устройства приводной вал 2 устанавливается гидроцилиндром 5 перпендикулярно, а диск 6 параллельно дорожному покрытию. При этом упоры 11 через нажимную шайбу посредством пружин 13 удерживают рычаги 8 параллельно плоскости диска 6, а скалыватели 10, скользя нижней поверхностью по дорожному покрытию 17, своей режущей кромкой эффективно скалывают снежно-ледяное образования 18. Отделение рычага от пружины позволяет иметь в наличии одну точку крепления, что обеспечивает относительно быструю смену рычагов с другими типами скалывателей. Каждый тип скалывателя эффективно работает на определенной толщине снежно-ледяного образования. Возможность применения различных типов скалывателей позволяет сделать устройство более универсальным, в то же время обеспечить его эффективную работу на различной толщине слоя снежно-ледяного образования. Пружины в предлагаемом устройстве закрыты стаканами и выведены из зоны разрушаемой среды, что позволяет увеличить срок их службы и в целом повысить надежность устройства. Нижняя поверхность скалывателей имеет значительно меньшую площадь опирания по сравнению с прототипом, что с одной стороны уменьшает потери мощности, с другой обеспечивает затачивание режущей кромки. Затачивание происходит потому, что дорожное покрытие включает в себя абразивные частицы. Отделение рычага от пружины, а также наличие короткого плеча позволяет установить в устройстве рычаги с различными скалывающими элементами. Скалывающие элементы могут быть выполнены также в виде элементарных профилей или стандартных резцов, жестко соединенных с рычагом, или тел вращения с рифлениями по периферии, расположенных как на вертикальной, так и на горизонтальной осях.

Изобретение относится к коммунальному и дорожному хозяйству, а именно к устройствам для очистки дорог от снежно-ледяных образований. Диск, несущий рычаги со скалывателями, закреплен на валу привода базовой машины перпендикулярно валу. Рычаги закреплены на диске снизу шарнирно и поделены в месте крепления на короткое, обращенное к центру диска плечо и длинное плечо, на котором смонтированы скалыватели. При работе устройства под действием центробежных сил, возникающих при вращении вала, рычаги перемещаются относительно шарнира, приближаясь к поверхности диска. Их перемещение ограничивают упоры, установленные в отверстиях на диске и расположенные снизу него. При этом упоры взаимодействуют с пружинами сжатия, расположенными на диске сверху, и удерживают рычаги в рабочем положении, обеспечивая эффективное внедрение скалывателей в снежно-ледяное образование. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки дорог от снежно-ледяных образований, содержащее приводной вал, связанные с валом радиально установленные рычаги, закрепленные на шарнирах с возможностью поворота в вертикальной плоскости, скалыватели, смонтированные на концах рычагов, и пружины, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит жестко закрепленный на валу перпендикулярно ему диск и упоры для ограничения поворота рычагов, установленные в отверстиях на диске с возможностью ограниченного вертикального перемещения, при этом рычаги закреплены на диске снизу и каждый относительно места крепления поделен на два плеча, причем короткое обращено к центру диска, а на длинном закреплены скалыватели, кроме того, пружины, работающие на сжатие, смонтированы на диске сверху с возможностью взаимодействия с упорами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скалыватели выполнены в виде тарелок, обращенных основанием вверх.