ЛЕДОРЕЗНАЯ МАШИНА Российский патент 2001 года по МПК E01H4/00 E01H5/09 E02D27/36 

Изобретение относится к строительным машинам для прорезания щелей-траншей на поверхности замерзших водоемов при строительстве различных сооружений, а также для выполнения ремонтно-восстановительных работ на подводных объектах, в том числе на подводных участках нефтегазопроводов для подготовки сбора разлившихся нефтепродуктов с водной поверхности водоема, покрытого льдом.

В частности, это относится к условиям, когда малая толщина льда, его покрытие неровным слоем рыхлого снега, наличие промоин не позволяют применять обычные, имеющие значительные массы, как правило, более 3 т, щелерезные машины на базе тракторов и экскаваторов, т.е. когда эксплуатация в таких условиях приводит к их юзованию, буксованию, аварийным погружениям под лед [1], [2]. [3].

Известна цепная щелерезная машина БТ-150, выполненная на базе пневмоколесного трактора Т-150К [2] со сменным дискофрезерным органом. Эта машина оснащена гидроходоуменьшителем, механизмами привода и заглубления режущих органов. Достоинством этой машины является возможность нарезания щелей-траншей цепным или сменным дискофрезерным органом, состоящим из двух режущих дисков, установленных при выполнении широких щелей-траншей.

Недостатками машины БТ-150 являются малый коэффициент сцепления пневмодвижителя со льдом (менее 0,3); значительная масса (около 10,3 т), исключающая возможность ее эксплуатации на поверхности тонкого слоя льда, покрывающего водоем [1], [4].

Наиболее близкой к предложенной ледорезной машине является щелерезная машина на базе врубовой машины КМП-2, содержащая приводной электродвигатель, механизм режущей части с режущим цепным органом и механизм подачи в виде лебедки с гибкой тягой (канат) [5]. Эта щелерезная машина установлена на салазках. Достоинством этой щелерезной машины является ее высокая степень унификации, простота ходовой части типа салазок с гибкой тягой, когда канат наматывается на барабан подающей части врубмашины, т.е. при этом усилие подачи режущего органа на разрушаемую среду не определяется сцепными свойствами движителя с опорной поверхностью.

Недостатком такой щелерезной машины следует считать ее значительную массу (более 3,7 т) при небольшой опорной поверхности салазок [6]. Это исключает эксплуатацию такой щелерезной машины для резания льда малой толщины на поверхности замерзшего водоема, особенно при наличии промоин по трассе прорезания щелей-траншей. Кроме того, устройство перемещения с гибкой тягой этой машины не обеспечивает при необходимости ее возвратное движение (назад) и не содержит устройства автономного перемещения щелерезной машины за счет сцепления с опорной поверхностью. Последнее снижает эффективность применения щелерезной машины на участках работы малой протяженности с достаточно прочной опорной поверхностью.

Изобретение позволяет прорезать щели-траншеи с поверхности замерзших водоемов даже при малой толщине льда.

Это достигается тем, что ледорезная машина, содержащая установленные на остове режущую часть с режущим цепным органом, с механизмом ее заглубления и механизм перемещения остова, выполненный с гибкой тягой, а также электродвигатель для их привода, отличающаяся тем, что остов состоит из центральной секции-лыжи, шарнирно соединенной с боковыми секциями-лыжами, связанными со стержнями фиксации их положений, режущая часть дополнительно снабжена съемными режущими дисками, механизм перемещения дополнительно содержит ходовые колеса, связанные с гидродомкратами их подъема-опускания, и включает расположенные на концах выходного вала червячной передачи шкивы, охваченные указанной гибкой тягой, и звездочки цепной передачи для привода ходовых колес.

Это исключает юзование, буксование, ледорезной машины, обеспечивает ее работоспособность и безопасность эксплуатации.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - ледорезная машина, вид сбоку, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А остова ледорезной машины (центральной и боковых секций лыж); на фиг. 4 - кинематическая схема.

Ледорезная машина состоит из электродвигателя 1, привода режущей части 2 с гидронасосом 3, с режущим цепным органом 4 и режущими дисками 5, с гидродомкратом 6 механизма их заглубления. Механизм перемещения 7 выполнен с устройствами перемещения ледорезной машины гибкой тягой [7. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. - М.: Машиностроение, 1973. - С. 202] в виде каната 8 и приводных шкивов 9, 10, а также с приводными ходовыми колесами 11,12,13 [7, с. 178] (с зацепами для улучшения сцепления с опорной поверхностью), являющимися элементами другого устройства перемещения ледорезной машины, подъем в транспортное положение I и прижатие которых к опорной поверхности (положение II) осуществляется гидродомкратами 14,15. Передача вращения приводным ходовым колесом 11, 12, 13 от электродвигателя 1 осуществляется через червячную передачу 16, 17 с включением кулачковой муфты 18 механизма перемещения 7, через открытую раздвоенную цепную передачу с ведущими 19, 20 и ведомыми 21, 22 звездочками, охватываемыми цепями 23, 24. Приводной звездочке 25 цепного режущего органа 4 и режущим дискам 5, устанавливаемым в транспортном III и рабочем IV положениях, движение от электродвигателя 1 передается через зубчатые колеса 27,28,29, 30 режущей части 2. Включение (отключение) режущего цепного органа 4 с режущими дисками 5 с передачей энергии от электродвигателя 1 осуществляется путем ввода в зацепление зубчатого колеса 28 с зубчатым колесом 27. Гидронасос 3, от которого питаются гидродомкраты 6,14,15, подключается к электродвигателю 1 при введении в зацепление кулачковой полумуфты 31 с кулачками зубчатого колеса 26.

Остов ледорезной машины выполнен в виде центральной секции-лыжи 32, соединенной при помощи шарниров 33, 34, 35, 36 с боковыми опорными секциями-лыжами 37,38, которые в горизонтальном рабочем V и вертикальном транспортном VI положениях фиксируются стержнями 39, 40. Центральная секция-лыжа 32, боковые опорные секции-лыжи 37,38 выполнены с продольными полозьями снизу (от юзования), пустотелыми с наполнителем, обеспечивающим плавучесть ледорезной машине на воде, в случаях пролома льда или ее перемещения через промоину.

Установка и работа ледорезной машины осуществляется следующим образом. С закрепления упорных стоек 41, 42 и 43, 44 с блоками 45, 46 с запасовкой и закреплением каната 8 при установке боковых опорных секций-лыж 37, 38 в горизонтальных положениях V с фиксацией их стержнями 39, 40 включается электродвигатель 1, гидронасос 3 с введением в зацепление кулачковой полумуфты 31 зубчатого колеса 26, зубчатого колеса 28 с зубчатым колесом 27. В результате этого приводятся в движение режущая цепь режущего цепного органа 4 и во вращение режущие диски 5. С подачей жидкости от насоса 3 в запоршневую полость гидродомкрата 6 режущий цепной орган 4 и режущие диски 5 заглубляются на полную толщину льда "h", перемещаясь из положения III в положение IV.

При нагнетании жидкости от гидронасоса 3 в запоршневые полости гидродомкратов 14,15 ходовые колеса 11, 12, 13 прижимаются к опорной поверхности льда. Включается кулачковая муфта 18. С прорезанием щелей-траншей режущим цепным органом 4 и режущими дисками 5 ледорезная машина начинает перемещаться при вращении ходовых колес 11, 12, 13 при передаче энергии от электродвигателя 1, червячную передачу 17, цепную передачу с ведущими звездочками 19, 20 и ведомыми звездочками 21, 22. При одновременном вращении приводных шкивов 9, 10, огибаемых канатом 8, создается дополнительное тяговое усилие ледорезной машины. Тяговое усилие от этой передачи с гибкой тягой 8, 9, 10 суммируется с тяговым усилием ходовых колес 11, 12, 13 и независимо от сцепления последних с опорной поверхностью обеспечивается постоянство скорости подачи режущих органов 5 на разрушаемую среду - лед (и ледорезной машины в целом).

Для обеспечения нормальной работы механизма перемещения с достижением эффективного режима резания разрушаемой среды, перемещения ледорезной машины при одинаковой угловой скорости шкивов 9, 10 и ведущих звездочек 19, 20, отличающихся диаметром ходовых колес 11, 12, 13 и шкивов 9, 10 (по центрам сечения каната 8, навитого на эти шкивы в один слой), передаточное отношение раздвоенной цепной передачи 19,21 (20, 22) принимается равным значению из условия обеспечения равенства окружных скоростей на поверхности ходовых колес 11, 12, 13 и шкивов 9, 10 (по центрам сечения каната 8), поступательной скорости ледорезной машины. В зависимости от условий применения, технологии резания льда и состояния опорной поверхности работа выполняется в следующих режимах:
- при резании льда режущим цепным органом 4 с режущими дисками 5 (или только режущим цепным органом 4 при снятии режущих дисков 5 с заменой вала их установки на укороченную ось с прорезанием щели-траншеи с большей глубины) с приводом ходовых колес 11, 12, 13 и с дополнительной подачей от устройства с гибкой тягой 8,9,10;
- при резании льда на участках небольшой протяженности при перемещении только от привода ходовых колес 11, 12, 13, когда нецелесообразно устанавливать устройство с гибкой тягой, в частности каната 8, стоек 41, 42, 43, 44;
- при резании льда с участками промоин и возможного погружения ледорезной машины в воду, с участками торосов, когда ее перемещение можно осуществлять только с включением устройства с гибкой тягой 8,9, 10 при установке ходовых колес 11, 12, 13 в транспортное положение I и боковых опорных секций-лыж 37 в горизонтальном положении V, обеспечивая плавучесть ледорезной машине (без погружения на большую глубину), работу электродвигателя 1, механизма подачи 7 и устройства с гибкой тягой 8, 9, 10;
- при транспортном перемещении ледорезной машины по трассе нарезания щелей траншей или при перемещении ее через промоину, торосы режущий цепной орган 4 с режущими дисками 5 устанавливается в транспортное положение III, ходовые колеса 11, 12, 13 в положение I.

В результате такого конструктивного исполнения ледорезной машины обеспечена возможность прорезания щелей-траншей с поверхности замерзших водоемов при малой толщине льда. Перемещение ледорезной машины в собранном виде осуществляется на специальных транспортных средствах.

Источники информации
1. Алимов О.Д., Юдин В.Г. Цепные землерезные машины с унифицированными модульными механизмами. //Строительные и дорожные машины, 1989.- N 7.- С. 4-7.

2. Авторское свидетельство СССР N 1355673. Устройство для нарезания щелей.- Бюл. N 44, 1987. Авторы: Алимов О.Д., Юдин В.Г. и др.

3. Алимов О.Д., Басов И.Г., Юдин В.Г. Баровые землерезные машины.- Фрунзе: Илим, 1969.- 281 с.

4. Чудаков Д.А. Основы теории трактора и автомобиля.- М.: Изд-во сельхозлитературы, журналов и плакатов, 1962.- С. 309.

5. Алимов О.Д. и др. Машины для резания мерзлого грунта с цепным рабочим органом. Известия Томского политехнического института.- Томск: Изд-во Томского университета, 1963.- Том 123.-С. 128.

6. Топчиев А.В. и др. Машины для очистных и подготовительных очисток и подготовительных работ.- М.: Госгортехиздат, 1962.

Изобретение относится к устройствам, используемым при строительстве различных сооружений на водоемах, покрытых льдом. Сущность изобретения: машина содержит установленные на остове режущую часть с режущим цепным органом (4) и с механизмом (6) ее заглубления и механизм (7) перемещения остова, выполненный с гибкой тягой (8), а также электродвигатель (1) для их привода. Остов состоит из центральной секции-лыжи, шарнирно соединенной с боковыми секциями-лыжами, связанными со стержнями фиксации их положений. Режущая часть дополнительно снабжена съемными режущими дисками (5). Механизм перемещения дополнительно содержит ходовые колеса (11), связанные с гидродомкратами (14) их подъема-опускания, и включает расположенные на концах выходного вала червячной передачи шкивы (9), охваченные гибкой тягой (8), и звездочки цепной передачи для привода ходовых колес (11). Изобретение направлено на обеспечение эффективной работы машины при любых погодных условиях. 4 ил.

Ледорезная машина, содержащая установленные на остове режущую часть с режущим цепным органом, с механизмом ее заглубления и механизм перемещения остова, выполненный с гибкой тягой, а также электродвигатель для их привода, отличающаяся тем, что остов состоит из центральной секции-лыжи, шарнирно соединенной с боковыми секциями-лыжами, связанными со стержнями фиксации их положений, режущая часть дополнительно снабжена съемными режущими дисками, механизм перемещения дополнительно содержит ходовые колеса, связанные с гидродомкратами их подъема-опускания, и включает расположенные на концах выходного вала червячной передачи шкивы, охваченные указанной гибкой тягой, и звездочки цепной передачи для привода ходовых колес.