Устройство для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях
Владельцы патента RU 2463407:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU)
Изобретение относится к устройствам для разрушения снежно-ледяных образований и гололеда на автодорогах, аэродромах и тому подобных сооружениях. Устройство содержит горизонтальный приводной вал, на котором смонтированы тяги, каждая из которых состоит из двух частей, одна из которых связана с валом и содержит гибкое звено в виде цепи, свободно размещенной во внутренней полости пружины сжатия, а другая часть несет ударник. Ударник выполнен в виде ударной цепи, горизонтальный приводной вал установлен под углом от 10-15° к продольной оси базовой машины с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения колес базовой машины. Тяги на поверхности приводного вала размещены равномерно продольными рядами, параллельно оси вала, с определенным шагом установки тяг в каждом ряду, при этом каждый последующий ряд тяг имеет продольное смещение относительно предыдущего ряда на полшага. Внутри вала параллельно его оси установлены пальцы для закрепления каждого отдельного ряда тяг, а для фиксации каждой тяги установлены упорные втулки на поверхности приводного вала. В нижней части гибкого звена тяги установлена втулка, внутри которой размещены палец параллельно оси приводного вала, ось перпендикулярно оси приводного вала и кольцо для соединения гибкого звена тяги с ударной цепью. Обеспечивается повышение эффективности скола снежно-ледяных образований. 4 ил.
Изобретение относится к устройствам для разрушения снежно-ледяных образований и гололеда на автодорогах, аэродромах и тому подобных сооружениях.
Известен рабочий орган для разрушения льда на автодорогах (а.с. СССР №1559034, кл. Е01Н 5/12, опубл. 1990 г.), содержащий барабан, на образующей которого закреплены обеими концами цепи, установленные параллельно оси барабана с зазором между средней частью и поверхностью барабана в шахматном порядке с перекрытием концов друг друга.
Недостатком данного рабочего органа является то, что в зоне перекрытия, при шахматном расположении цепей, не будет происходить разрушение льда на всю его толщину, так как основной удар за счет центробежных сил будет происходить в середине цепи, где максимальный зазор. Кроме того, вращение барабана с угловой скоростью в попутном направлении, аналогичном направлению вращения колес базового автомобиля, уменьшает путь скольжения цепи после удара и таким образом снижает эффективность разрушения снежно-ледяных образований.
Также известно устройство Костикова Л.Я. для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях (патент 2128269 Российская Федерация, МПК Е01Н 5/12, опубл. 1999 г.), содержащее горизонтальный приводной вал, на котором смонтированы тяги, несущие на свободных концах ударники с режущей кромкой.
Недостатком данного устройства является наличие на свободных концах тяг ударников с острой режущей кромкой, которые при малой толщине льда будут разрушать не только лед, но и покрытие, а наличие в одном сечении приводного вала только двух тяг резко уменьшает производительность устройства, так как длина дуги сегмента разрушения, при самом оптимальном варианте глубины резания (толщине льда), зависит от величины радиуса вращения режущей кромки ударника и от начала контакта режущей кромки со льдом до ее вертикального положения. Эта величина очень мала по сравнению с длиной окружности, которую описывает режущая кромка ударника. Следовательно, остальной путь режущая кромка будет проходить, не участвуя в разрушении льда.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности скола снежно-ледяных образований.
Для достижения технического результата задача решается тем, что в устройстве для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях, содержащем горизонтальный приводной вал, на котором смонтированы тяги, каждая из которых состоит из двух частей, одна из которых связана с валом и содержит гибкое звено в виде цепи свободно размещенной во внутренней полости пружины сжатия, а другая часть несет ударник, согласно изобретению ударник выполнен в виде ударной цепи, горизонтальный приводной вал установлен под углом от 10-15° к продольной оси базовой машины с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения колес базовой машины, тяги на поверхности приводного вала размещены равномерно продольными рядами, параллельно оси вала, с определенным шагом установки тяг в каждом ряду, при этом каждый последующий ряд тяг имеет продольное смещение относительно предыдущего ряда на полшага, внутри вала параллельно его оси установлены пальцы для закрепления каждого отдельного ряда тяг, а для фиксации каждой тяги установлены упорные втулки на поверхности приводного вала, в нижней части гибкого звена тяги установлена втулка, внутри которой размещены палец параллельно оси приводного вала, ось перпендикулярно оси приводного вала и кольцо для соединения гибкого звена тяги с ударной цепью.
На фиг.1 показано устройство для разрушения снежно-ледяных образований, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - частичная развертка схемы расположения цепей на наружной поверхности приводного вала.
Устройство для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях состоит (см. фиг.1) из опорной плиты 1 на которой закреплена рама 2 с установленным на ней цепным редуктором 3 с гидроприводом и горизонтальным приводным валом 4, кинематически соединенным с приводным гидромотором 5 через цепной редуктор 3, снаружи приводной вал 4 закрыт предохранительным кожухом 6.
На поверхности приводного вала 4 смонтированы тяги (см. фиг.3) равномерно продольными рядами, параллельно оси вала с определенным шагом установки тяг в каждом ряду, при этом каждый последующий ряд тяг имеет продольное смещение относительно предыдущего ряда на полшага (см. фиг.4), каждая тяга состоит из двух частей, одна из которых связана с валом 4 и содержит гибкое звено, выполненное в виде цепи 7, свободно размещенной во внутренней полости пружины сжатия 8, цепь 7 гибкого звена каждой тяги одним концом закреплена внутри приводного вала 4 на пальцах 9, установленных внутри приводного вала 4 параллельно его оси, проходящих сквозь отверстие цепи 7, установленной одним концом в упорной втулке 10, установленной на поверхности приводного вала 4. В нижней части гибкого звена тяги установлена втулка 11, внутри которой размещены палец 12 параллельно оси приводного вала 4, ось 13 перпендикулярно оси приводного вала и кольцо 14 для соединения гибкого звена тяги с ударной цепью 15, нижней конец которой свободен. Натяжение цепей 7 осуществляется с помощью пружин сжатия 8, опирающихся торцевыми поверхностями на втулки 10 и 11. Для центрации ударной цепи 15 относительно продольной оси втулки 11 используется кольцо 14. Горизонтальный приводной вал 4 установлен под углом от 10-15° к продольной оси базовой машины с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения колес базовой машины. Установка устройства под углом от 10-15° к продольной оси базовой машины обеспечивает увеличение ширины захвата обрабатываемой поверхности каждой ударной цепью 15 при движении базовой машины, уменьшение количества поперечных сечений установки тяг по длине приводного вала 4, кроме того, такой угол обеспечивает перекрытие ширины базовой машины.
Устройство для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях работает следующим образом.
При вращении вала гидромотора 5 крутящий момент передается через цепной редуктор 3 на приводной вал 4. При этом приводной вал 4 вращается с угловой скоростью во встречном направлении. Под действием пружин 8 и центробежных сил цепи 7 ударные цепи 15 занимают радиальное положение и цепи 15 наносят последовательные удары по обледеневшему покрытию, разрушая слой тонкого льда за счет деформации сжатия. Размещение цепей 7 и соединенных с ними ударных цепей 15 по наружной поверхности приводного вала продольными рядами, со смещением относительно предыдущего ряда на полшага, позволяет каждой ударной цепи 15 разрушать лед по всей длине соприкосновения цепи с поверхностью покрытия, а в поперечном направлении за счет скола льда увеличивать ширину разрушаемой полосы льда. В поперечном сечении приводного вала 4 количество ударных цепей должно быть кратно 6. Количество линий резания зависит от длины приводного вала 4 и шага установки цепей 15. Оставшиеся выступы между линиями скола разрушаются за счет установки оси приводного вала под углом к направлению движения базовой машины и встречного направления вращения приводного вала, увеличивающего путь скольжения цепи после удара.
После нанесения удара каждая ударная цепь 15 изгибается относительно пальца 12 и проходит в зазор между этим пальцем и дорожным покрытием. Пружины 8 обеспечивают радиальную установку цепей 7 в рабочем и транспортном положении устройства и позволяют уменьшить диаметр приводного вала 4, а следовательно, и массу всего устройства, кроме того, при встрече с крупным твердым препятствием осуществляют прогиб ударных цепей 15, тем самым сохраняя целостность конструкции устройства. Увеличивая частоту вращения гидромотора 5 и уменьшая поступательную скорость базовой машины, обеспечивается сплошное разрушение слоя льда. Величина ударной нагрузки выбирается изменением массы ударных цепей 15, а расположение тяг продольными рядами, параллельно оси вала, с определенным шагом установки в каждом ряду, с продольным смещением каждого последующего ряда тяг относительно предыдущего на полшага обеспечивает блокированное разрушение ударными цепями 15, расположенными в средней части приводного вала 4, остальные ударные цепи, расположенные с правой и левой сторон, разрушают лед по полублокированной схеме, что значительно уменьшит усилия разрушения и энергоемкость процесса.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность процесса скола снежно-ледяных образований.
Устройство для разрушения снежно-ледяных образований на дорожных покрытиях, содержащее горизонтальный приводной вал, на котором смонтированы тяги, каждая из которых состоит из двух частей, одна из которых связана с валом и содержит гибкое звено в виде цепи, свободно размещенной во внутренней полости пружины сжатия, а другая часть несет ударник, отличающееся тем, что ударник выполнен в виде ударной цепи, горизонтальный приводной вал установлен под углом от 10-15° к продольной оси базовой машины с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения колес базовой машины, тяги на поверхности приводного вала размещены равномерно продольными рядами, параллельно оси вала, с определенным шагом установки тяг в каждом ряду, при этом каждый последующий ряд тяг имеет продольное смещение относительно предыдущего ряда на полшага, внутри вала параллельно его оси установлены пальцы для закрепления каждого отдельного ряда тяг, а для фиксации каждой тяги установлены упорные втулки на поверхности приводного вала, в нижней части гибкого звена тяги установлена втулка, внутри которой размещены палец параллельно оси приводного вала, ось перпендикулярно оси приводного вала и кольцо для соединения гибкого звена тяги с ударной цепью.
