УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ ОТО ЛЬДА И УПЛОТНЕННОГО СНЕГА Российский патент 2015 года по МПК E01H5/12 

Изобретение относится к технике очистки поверхностей дороги, преимущественно прибордюрной зоны.

В общем случае для очистки дорог и тротуаров от наледи используют самоходное шасси с установленным на нем рабочим органом, представляющим собой режущее устройство, вращающееся на горизонтальном или вертикальном валу [1-5]. Для зачистки зон дороги, ограниченных бордюрами, колесоотбойниками и ограждениями, более эффективно применение льдоуборочных устройств с вращающимися режущими органами на вертикальном или наклонном к плоскости валу [1-4]. Они обеспечивают более высокое качество зачистки поверхности по сравнению с льдоуборочной машиной, оборудованной горизонтальной фрезой. В устройстве III на рабочем диске устанавливают несколько неприводных свободно вращающихся режущих дисков, установленных под углом к направлению движения машины.

В данном устройстве резание осуществляется за счет инерции машины, и диски играют роль фигурного плуга, смещающего срезанный материал с очищаемой полосы. Производительность такого устройства низка и при большой толщине наледи эксплуатация его становится невозможной. В устройстве [2] установлен один приводной диск с расположенными по его периметру разрушающими элементами в виде заостренных игл или штырей. Для расширения зоны охвата диск установлен на кривошипе. Данное устройство можно использовать для уборки льда малой толщины. Сочетанием устройств [1] и [2] является устройство [3], в котором неприводные диски заменены свободно вращающимися конусами, установленными на вращающейся крестовине из гибких спиц, позволяющих конусам при круговом движении совершать незначительные возвратно-поступательные колебания. Режущие элементы выполнены на боковой поверхности конусов в виде зубьев звездочка. Из-за отсутствия привода режущих элементов, устройство [3] не имеет особых преимуществ по сравнению с устройством [2]. Более эффективно разрушение льда достигается устройством [4], содержащим вращающиеся диски с режущим органом и опорным органом с режущими ножевыми элементами на конце.

Его недостатком является невозможность сохранения относительно постоянного скоса режущей кромки резцов, при уменьшении или отсутствии которого затраты энергии на резание возрастают из-за увеличения сопротивления резанию наледи. Значительному колебанию угла скоса способствует появление большого момента кручения вокруг оси штыря при действии силы сопротивления резанию, суммарная составляющая которой смещена от оси штыря к острию режущего элемента. По этой причине производительность очистки поверхности приходится ограничивать, чтобы уменьшить толщину слоя, вырезанную каждым резцом.

В качестве прототипа принято устройство [4].

Задачей изобретения является создание устройства для срезания льда и уплотненного снега с дорожного покрытия, позволяющего увеличить толщину срезаемого слоя стружки за счет сохранения относительно близкого к оптимальному значению угла скоса режущей кромки режущего элемента.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков устройства для очистки дорожного покрытия от льда и уплотненного снега, содержащее рабочий орган в виде вращающегося диска с закрепленными на нем в два ряда упруго-деформируемыми штырями, размещенными по концентрическим окружностям, с жестко закрепленным на конце каждого штыря режущим элементом ножевого типа, достигается тем, что режущий элемент выполняют более длинным и прикрепляют к одному штырю из каждого ряда и для обеспечения этого в каждом ряду устанавливают равное число штырей.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить производительность срезания льда и понизить удельные затраты энергии на единицу очищенной поверхности.

Предлагаемое устройство для очистки дорожного покрытия ото льда и уплотненного снега содержит вращающийся на приводном валу 1 диск 2. На диске в 2 ряда по окружностям жестко крепятся одним концом штыри 3. На другом конце штырей жестко крепится режущий элемент 4 ножевого типа, соединяя один штырь первого ряда с одним штырем второго ряда. Смещение штырей в рядах обеспечивает оптимальный скос режущей кромки режущего элемента в процессе резки, а закрепление штыря одного ряда со штырем другого ряда позволяет удерживать скос режущего элемента близким к оптимальному и частично гасить возникающий при резке крутящий момент за счет закручивания обоих соединенных штырей, служащих одновременно и торсионным энергосберегающим устройством. Поглощенная на закручивание штырей энергия возвращается позднее на резание льда, снижая общие затраты энергии на очистки поверхности 5.

Пример 1. Платформой с установленным на приводной валу диском, вращающимся с окружной скоростью 6 с^-1, с закрепленными на нем в каждом ряду по 22 штыря из упругого закаленного прутка длинной 150 мм, на нижних концах которых жестко закреплены резцы с углом заточки 40 градусов, с углом скоса режущей кромки к радиусу расстановки резцов 20 градусов, длиной клинка 50 мм и шириной 30 мм при движении электролебедкой с постоянным усилием натяжения (1500 Н) достигается скорость очистки полосы 13,6 м/мин шириной 0,8 м. Удельное сопротивление резанию составляет 320 Н/см ширины резца.

Пример 2. Платформой с установленным на приводной валу диском, вращающимся с окружной скоростью 6 с^-1, с закрепленными на нем в каждом ряду по 22 штыря из отрезка стального тягового каната длинной 150 мм, на нижних концах которых жестко закреплены резцы с углом заточки 40 градусов, с углом скоса режущей кромки к радиусу расстановки резцов 20 градусов, длиной клинка 50 мм и шириной 30 мм при движении электролебедкой с постоянным усилием натяжения (1500 Н) достигается скорость очистки полосы 16 м/мин шириной 0,8 м. Удельное сопротивление резанию составляет 260 Н/см ширины резца.

Пример 3. Платформой с установленным на приводной валу диском, вращающимся с окружной скоростью 6 с^-1, с закрепленными на нем в каждом ряду по 22 штыря из отрезка стального тягового каната длиной 150 мм на нижних концах к одному штырю из каждого ряда жестко присоединен резец с углом заточки 40 градусов, с углом скоса режущей кромки к радиусу расстановки резцов 20 градусов, длиной клинка 50 мм и шириной 65 мм при движении платформы электролебедкой с постоянным усилием натяжения (1500 Н) достигается скорость очистки полосы 21 м/мин шириной 0,8 м. Удельное сопротивление резанию составляет 180 Н/см ширины резца.

Таким образом, жесткое соединение штырей из разных рядов общим для них резцом (пример 3) снижает удельное сопротивление резанию в 1,44 раза и повышает производительность очистки дорожного покрытия в 1,32 раза.

Замена упругого штыря из прутка на штыри из отрезка стального тягового каната снижает удельное сопротивление резанию в 1,23 раза и повышает производительность очистки дорожного покрытия в 1,17 раза.

Источники информации:

1. Патент России №2396389, МПК Е01Н 5/12. Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов / Желукевич Р.Б., Ганжа В.А., Безбородов Ю.Н. - №2009121899/11; заявл. 06.06.2009, опубл. 10.08.2010, Бюл. №29.

2. Авторское свидетельство СССР №1677154, МКИ 5 Е01Н 5/12. Устройство для удаления льда с дорожных покрытий / Иванов В.Г. - №4697431/11; заявл. 11.04.1989; опубл. 15.10.1991, Бюл. №34.

3. Патент России №2022082, МПК5 Е01Н 5/12. Рабочий орган для скалывания снежно-ледяных образований / Ермилов А.Б. - №92009421/11; заявл. 02.12.1992, опубл. 30.10.1994, Бюл. №36.

4. Патент России №2267575, МПК Е01Н 5/12, E02F 3/10. Устройство для очистки поверхности от льда, уплотненного снега и/или обработки грунта / Погорельский СВ. - №2000120123/11; заявл. 27.07.2000, опубл. 10.01.2006, Бюл. №1.

5. Авторское свидетельство СССР №13700177, МКИ Е01Н 5/12. Машина для разрушения льда / Алексеев Г.М., Андреев Ю.С., Беляев И.П., Васильев А.Г. и др. - №4096219/40-11, заявл. 19.08.1986; опубл. 30.01.1988, Бюл. №4.

Изобретение относится к устройствам для очистки дорог ото льда и уплотненного снега вдоль бордюров. Устройство содержит режущий орган в виде вращающегося диска. На диске в два ряда закреплены упруго-деформируемые штыри. Штыри размещены по концентрическим окружностям. На нижних концах штырей жестко закреплены режущие элементы ножевого типа. Штыри выполнены из отрезка стального троса. Количество штырей в рядах равно. Режущие элементы жестко присоединены к одному штырю из каждого ряда. Устройство снижает удельное сопротивление резанию в 1,44 раза и повышает производительность очистки дорожного полотна в 1,32 раза за счет соединения каждого штыря одного ряда общим режущим элементом со штырем второго ряда. 1 ил.

Устройство для очистки дорожного покрытия ото льда и уплотненного снега, содержащее рабочий орган в виде вращающегося диска с закрепленными на нем в два ряда упруго-деформируемыми штырями, размещенными по концентрическим окружностям, с жестко закрепленными на нижних концах штырей режущими элементами ножевого типа, отличающееся тем, что штыри выполнены из отрезка стального троса, количество штырей в рядах равно, и режущие элементы жестко присоединены к одному штырю из каждого ряда.