комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей

Формула изобретения

Комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей, содержащий три секции, выполненные в форме прямоугольников с округлой формой в передней части и шарнирно соединенные между собой с возможностью взаимного перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом первая секция снабжена растеплительно-увлажнительным устройством в виде термоножей со стабилизатором их хода движения по глубине, расположенным в ее передней части, каждая из указанных секций имеет рабочий орган в виде виброуплотнителя со щелевыми камерами и уплотнителя в форме резиновых пневматических катков, имеющих рабочий профиль рифления типа вездеходных колес и установленных в шахматном порядке, при этом указанные секции выполнены с нарастающей массой, определенной таким образом, что удельное давление повторного воздействия рабочих органов происходит в нарастающем порядке на 5...10 кПа, сверху на первой секции установлен котел с емкостью для жидкого топлива, в верхней части второй секции установлен гидронасос с емкостью для гидрожидкости, в верхней части третьей секции установлен электрогенератор с емкостью для дизельного топлива, предназначенный для питания электроэнергией гидронасоса и других потребителей электроэнергии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машинам для строительства дорожных покрытий, а более конкретно к машинам для уплотнения снежной массы при поточном строительстве снеголедовых дорог в северных районах.

Известно устройство по А.С. №446581, кл. Е01Н 4/00, 1974 - «Виброуплотнитель машины для устройства снеголедяных покрытий», содержащее корпус, в днище которого имеется полость, соединенная гибкими шлангами с выхлопной трубой двигателя трактора, а корпус покрыт теплоизоляционным материалом.

Однако устройство малоэффективно для уплотнения снежной массы при поточном строительстве снеголедовых дорог в Северных районах по причине однократности воздействия уплотняющего рабочего органа за один проход агрегата, что не отвечает требованиям высокопроизводительного и качественного возведения снеголедовых дорог.

Известно устройство SU №10101177 А, кл. Е01Н 4/00; Е01С 19/38, 1983, бюл. №13 - «Термовибрационная машина для уплотнения снега», содержащая раму и установленные на ней фрезу, тепловое оборудование, виброуплотнитель с обогреваемой полостью, рифленым катком и центробежным отделителем конденсата, соединенным с обогреваемой полостью виброуплотнителя.

Недостатком известной машины является малоэффективность для уплотнения снежной массы при поточном строительстве снеголедовых дорог в Северных районах по причине только двукратного воздействия уплотняющих рабочих органов за один проход агрегата, что практически не отвечает требованиям высокопроизводительного и качественного возведения снеголедовых дорог.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство RU №2156845 С1, кл. 7 Е01Н 4/00, 2000, бюл. №27 - «Устройство для уплотнения снега», содержащее две секции в виде рам и закрепленные на них лыжи. Секции соединены шарнирно. Шарнир дает возможность независимого перемещения секций относительно друг друга в вертикальной плоскости. Длина и вес лыжи второй секции больше, чем у лыжи первой секции. На раме второй секции установлены два стабилизатора для удерживания волокуши на полотне формируемой дороги.

Недостатком указанного устройства является то, что оно малоэффективно для уплотнения снежной массы при поточном строительстве снеголедовых дорог в Северных районах по причине того, что за один проход агрегата производится только два воздействия пассивного типа методом протягивания рабочего органа по уплотняемой поверхности.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности процесса уплотнения снежной массы, необходимой для поточного строительства снеголедовых дорог в сжатые сроки в Северных районах.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности и качества уплотнения, путем увеличения количества воздействий за один проход комбинированного агрегата до 6 с предварительным пополосным увлажнением методом растепления предварительно перемешанной и частично растепленной насыпи снежного полотна. При этом три уплотнительных воздействия осуществляются рабочими органами активного типа методом протаскивания вибрационных уплотнителей (виброуплотнителей) и три уплотнительных воздействия - методом качения резиновых пневматических катков с рабочим профилем рифления типа вездеходных колес. Уплотнительный процесс осуществляется при постепенном наращивании удельного давления рабочих органов (по ходу движения комбинированного агрегата) на уплотняемую поверхность следующим образом: первая секция 55...65 кПа, вторая секция 70...80 кПа и третья секция 85...90 кПа.

Указанный технический результат достигается тем, что комбинированный агрегат содержит три секции, выполненные в форме прямоугольников с округлой формой в передней части и шарнирно соединенные между собой с возможностью взаимного перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом первый корпус снабжен растеплительно-увлажнительным устройством в виде термоножей со стабилизатором их хода движения по глубине, расположенным в его в передней части, каждая из указанных секций имеет рабочий орган в виде виброуплотнителя со щелевыми камерами и уплотнителя в форме резиновых пневматических катков с рабочим профилем рифления типа вездеходных колес, которые установлены в шахматном порядке. Масса секций подобрана таким образом, что при одинаковой площади уплотняющей рабочей поверхности виброуплотнителей и пневматических катков удельные давления на уплотняемые поверхности первой секции составляют 55...65 кПа, второй секции 70...80 кПа и третьей секции - 85...90 кПа, что создает благоприятные условия для формирования высокой прочности проезжей части дорожного полотна при оптимальном растеплении и шестикратном повторе уплотняющих воздействий за один проход комбинированного агрегата. Кроме того, сверху на первой секции установлен котел и емкость с жидким топливом для снабжения горячими газами растеплительно-увлажнительного устройства. В верхней части второй секции установлен гидронасос с емкостью для гидрожидкости, предназначенный для привода вибраторов и дополнительного привода пневматических катков с целью исключения возможности создания бульдозерного эффекта. В верхней части на третьей секции установлены электрогенератор и емкость для топлива с целью обеспечения рабочих механизмов комбинированного агрегата электроэнергией.

Для повышения эффективности процесса уплотнения повторные уплотнения проводят с наращиванием удельного давления каждого последующего уплотнительного воздействия по сравнению с предыдущим. Требуемое удельное давление определяется путем соотнесения массы каждой из трех секций к их суммарной уплотняющей поверхности виброуплотнителя и пневматического катка. Уплотняющие поверхности равны между собой и колеблются в пределах ±10% около величины 0,96 м² (0,48 м ² - виброплотнителя и 0,48 м² - пневматического катка). Соответственно, удельное давление и его наращивание при повторных уплотняющих воздействиях будут обеспечиваться массой ±10% первой секции 5760 кг, второй секции 6080 кг и третьей секции 8640 кг. Тяговое усилие будет обеспечиваться на 50% за счет базовой машины и на 50% путем установки гидропривода на пневматические катки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид сверху; на фиг.2 представлен фронтальный вид комбинированного агрегата для уплотнения снежных насыпей.

Комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей (фиг.1 и фиг.2) содержит три секции: первую 1, вторую 2 и третью 3, выполненные в форме металлических прямоугольников с округлой формой в передней части, например путем отливки из чугуна, и шарнирно соединенные между собой с возможностью взаимного перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях посредством шарниров 4 и 5. Для соединения комбинированного агрегата с базовой машиной (не показана) имеется прицепное устройство 6. В передней части первой секции 1 смонтировано растеплительно-увлажнительное устройство с двумя рядами термоножей 7, являющимися рабочими органами, воздействующими на уплотняемую поверхность. Термоножи 7 расположены в шахматном порядке с целью повышения плотности армирующих полос до расстояния между ними 10 см, обеспечивающих существенное повышение прочности уплотняемого слоя. Термоножи 7 смонтированы на подпружиненной подвеске 8 с помощью двух гидроцилиндров 9.

Далее по очередности выполнения технологического процесса на первом корпусе 1, втором корпусе 2 и третьем корпусе 3 закреплены с помощью стальных пластин 10 вибраторы 11 с подпружиненными через стальные пружины 12 виброуплотнителями 13, например, скользящего типа со щелевыми камерами 14, предназначенными для циркуляции горячих газов, что исключает возможность намораживания снеголедяных глыб на виброуплотнителях 13. За вибраторами 11 установлены пневматические катки 15, имеющие рабочий профиль рифления типа вездеходных колес и установленные в шахматном порядке.

В передней части первой секции 1 установлен стабилизатор 16, обеспечивающий стабильность хода по глубине термоножей 7 и устойчивость первой секции 1 в нерабочем состоянии.

Сверху на первой секции 1 установлен котел 17 с емкостью 18 для жидкого топлива с целью обеспечения возможности снабжения горячими газами растеплительно-увлажнительного устройства с термоножами 7 и виброщелевых камер 14 виброуплотнителей 13.

В верхней части второй секции 2 установлен гидронасос 19 с емкостью 20 для гидрожидкости, предназначенный для обеспечения привода вибаторов 11 и дополнительного привода пневматических катков 15 с целью исключения возможности исключения бульдозерного эффекта и создания дополнительного запаса тяговой силы у базовой машины.

В верхней части третьей секции 3 установлен электрогенератор 21 с емкостью 22 для дизельного топлива, предназначенный для питания электроэнергией топливного насоса котла 17, гидронасоса 19, сигнальных огней, приборов освещения корпусов агрегата.

Агрегатируется комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей с базовой машиной (не показана), например с гусеничным трактором типа Т-170 Челябинского тракторного завода массой 21 т.

Комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей работает следующим образом. Для уплотнения снежной насыпи в дорожном полотне к месту начала уплотнения доставляется комбинированный агрегат для уплотнения снежной насыпи, проверяется наличие и надежность крепления всех узлов и, в частности, шарниров 4 и 5 между секциями 1, 2, 3. Далее осуществляется агрегатирование комбинированного агрегата с базовой машиной посредством прицепа 6. Запускают двигатель внутреннего сгорания с агрегатированным с электрогенератором 21 и запитанный от емкости с дизельным топливом 22. Включают гидронасос 19, запитанный от емкости 20 с гидрожидкостью. Запускается котел 17, запитанный от емкости 18 с жидким топливом. Опускают стабилизатор в 16 в рабочее положение. Опускается растеплительно-увлажнительное устройство с термоножами 7 в рабочее положение посредством гидроцилиндров 9, далее производится опробирование его в работе. При этом включаются в работу стабилизатор 16, регулирующий глубину хода термоножей 7 растеплительно-увлажнительного устройства совместно с пружинами 8. Включаются в работу вибраторы 11, закрепленные на секциях 1, 2, 3 с помощью стальных пластин 10 и через пружины 12. Приводятся в рабочее состояние виброуплотнители 13 со щелевыми камерами 14, далее включаются в работу пневматические катки 15, установленные на секциях 1, 2, 3 в шахматном порядке. После апробирования комбинированный агрегат для уплотнения снежных насыпей переходит в рабочий режим. Растеплительно-увлажнительное устройство посредством термоножей обеспечивает повышение температуры и влажности перемешанной в процессе отсыпки снежной массы, увеличивает ее пластичность, что способствует хорошей уплотняемости. Далее обеспечивается шестикратное уплотняющее воздействие за один проход агрегата посредством воздействия на уплотняемую поверхность виброуплотнителей 13 и пневматических катков 15. Повышение эффективности обеспечивается за счет обеспечения повторных (последовательных по ходу движения) уплотняющих воздействий с наращиванием удельного давления каждого последующего уплотняющего воздействия по сравнению с предыдущим. Острый угол вхождения в контакт виброуплотнителей 13 и гидропривод пневматических катков 15 исключают бульдозерный эффект перед ними в рабочем процессе; подогрев рабочих поверхностей виброуплотнителей 13 исключает возможность намораживания снеголедяных глыб на виброуплотнителях.

Применение комбинированного агрегата для уплотнителя снежных насыпей позволяет:

- повысить эффективность процесса уплотнения путем шестикратного употняющего воздействия за один проход агрегата путем использования рабочего органа в виде уплотнителей активного действия (виброуплотнители, пневматические катки), а также чередованием типа уплотнителей (виброуплотнитель - пневматический каток) с трехкратным повтором; а также за счет увеличения воздействия по ходу движения комбинированного агрегата в следующих пределах: первая секция 55...65 кПа, вторая секция 70...80 кПа и третья секция 85...90 кПа.

- повысить прочность уплотняемого дорожного полотна за счет предварительного пополосного армирования термоножами, т.е. пополосного разогрева снежной массы до начала процесса подтаивания снега около контактных поверхностей термоножей;