Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов

III Национальной научно-практической конференции

23 – 24 апреля 2020 года

Омск

СибАДИ

2020

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

___________________________________________________________________________________________

УДК 69.002.5

МУСОРОВОЗЫ СО СМЕННЫМИ КОНТЕЙНЕРАМИ

Н. М. Андрюхов,аспирант;

К. М. Кулик,студент группы 3ДМ2;

Д. Ю.Пьянина,магистрант группы 1мДМ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический

университет (МАДИ)», Москва, Россия

Аннотация. Статья рассматривает проблема вывоза мусора в густонаселённых городах, а также конструкции мусоровозов со сменными контейнерами. Предлагается обзор существующих технологий вывоза мусора с помощью мусоровозов контейнерного типа. Особое внимание уделено системе «Мультилифт», которая обеспечивает высокую производительность вывоза отходов. Проанализированырежимы работы мусоровоза. Рассмотрены виды уплотнительных устройств в контракции контейнеров, а также определены их недостатки.

Ключевые слова: мусоровоз; гидромотор; вместимость, плита, контейнер.

GARBAGE TRUCKS WITH REPLACEABLE CONTAINERS

N.M. Andryukhov, graduate student; K. M. Kulik, student, group 3DM2

D. Yu. Pyanina, master student, group 1mDM

Federal State Budget ary Educational Institution of Higher Education

«Moscow Automobile and Road Construction State Technical University», Moscow, Russia

Annotation. The article considers the problem of garbage removal in densely populated cities, as well as the design of garbage trucks with removable containers. A review of existing garbage collection technologies using container-type garbage trucks is offered. Particular attention is paid to the Multilift system, which ensures high waste removal performance. The modes of operation of the garbage truck are analyzed. The types of sealing devices in container contracting are considered, and their disadvantages are identified.

Key words: garbage truck; hydraulic motor; capacity, stove, container.

С ускорением темпов строительства и урбанизации территории, государство и местные органы власти вводят соответствующую политику для сохранения городской экологической обстановки, что создает

определенные предпосылки для быстрого развития автоматического сбора мусора. В настоящее время

1

существующие мусоровозы имеют низкую эффективность, низкую автоматизацию и значительное использование ручного труда в процессе сбора мусора, что напрямую влияет на развитие городской среды. В зарубежных мусоровозах реализован полуавтоматический механизм, который может автоматически захватить мусорный контейнер и высыпать его в мусорный отсек, что можно назвать интеллектуальным сбором мусора. Однако к конструкциям таких механизмов мусоровозного манипулятора предъявляются очень высокие требования, особенно по прочности и жесткости рукояти манипулятора, также важна система точной автоматической идентификации мусорного контейнера, которая определит его номер, тип и массу. В статье анализируются и исследуются прочность и жесткость многофункционального манипулятора мусоровоза с боковой загрузкой в сочетании с применением интеллектуальной системы обработки параметров мусорных контейнеров [1].

Автомобильные шасси мусоровозов, имеющих стационарно закрепленный на раме кузов, используются недостаточно эффективно, поскольку значительную часть рабочего времени машина находится под загрузкой. Поэтому понятно стремление фирм-изготовителей повысить коэффициент использования автомобильного шасси как по времени, так и по грузоподъемности. В практике мусороудаления это достигается за счет двухэтапного метода сбора и вывоза отходов.

4

Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

___________________________________________________________________________________________

При этом одно направление предусматривает применение мусоровозов со сменными кузовамиконтейнерами, которые устанавливаются для сбора отходов в специально отведенных местах жилой застройки городов. При транспортировании бытовых отходов кузов-контейнер поднимается при помощи специальных механизмов на раму автомобиля и закрепляется на ней. Базовый автомобиль по этой системе работает только как транспортное средство, обслуживая несколько закрепленных за ним кузовов-контейнеров, а зачастую может использоваться как универсальный при перевозках аналогичных сменных кузовов другого назначения. Высокий коэффициент использования обеспечивается минимальными простоями автомобильного шасси при выполнении вспомогательных операций.

Конструктивно мусоровозы со сменными кузовами-контейнерами выполняются в виде двух автомобильных агрегатов –автошасси с механизмом подъема и закрепления кузова и кузова-контейнера, которые выпускаются как со встроенными устройствами для уплотнения мусора, так и без них.

Как правило, установочные и крепежные элементы кузовов-контейнеров различных типов унифицированы для обеспечения совместимости их работы с разными по конструкции механизмами подъема кузова.

Механизмы для подъема кузова-контейнера выпускаются трех основных типов — с тросовым приводом, с цепным приводоми с крюковым подъемником.

Все механизмы могут быть установлены на раме автомобилей различной грузоподъемности с помощью специального надрамника. Каждый из применяемых механизмов оснащен подъемной рамой, которая шарнирно связана с надрамником в задней его части, что позволяет производить самосвальную заднюю разгрузку перевозимых кузовов. Тросовый и цепной приводы механизмов сменного кузова имеют аналогичную конструкцию, отличающуюся только типом тягового органа. В первом случае используются два троса, намотанных на барабанах лебедки, во втором — бесконечная цепь с закрепленным на ней крюком. В обоих случаях применяют высокомоментные, компактные гидромоторыдля привода лебедки во вращение. Подъемная рама снабжена гидравлическими фиксаторами кузова-контейнера в транспортном положении. В зависимости от грузоподъемности машины оснащаются одним или двумя гидроцилиндрами подъемной рамы [2].

Специальное исполнение тросового механизма, при помощи которого кузов-контейнер можно поднимать на высоту до 2,5 м и производить е го самосвальную разгрузку в бункеры-накопители или кузова большой вместимости с высокими бортами. Механизмыоснащены дополнительной подъемной рамой, установленной под основной. Производятся также модификации цепного привода.

Рисунок 1 – Принцип работы крюкового механизма сменного кузова

Крюковой подъемный механизм сменного кузоваимеет меньшую, чем у других механизмов, металлоемкость, что позволяет эффективно использовать систему «Мультилифт» также и на автомобилях малой грузоподъемности. Подъемная рама механизма«выполнена из двух шарнирно соединенных между собой частей, которые могут жестко фиксироваться. На переднем конце подъемной рамы установлен крюковой захват с гидроцилиндром поворота. Принцип работы мусоровоза с механизмом сменного кузовапоказан на рисунке 1. Управление всеми рабочими механизмами осуществляет водитель из кабины машины. Для установки кузова-контейнера на раму автомобиля

5

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

___________________________________________________________________________________________

машину подают задним ходом к стоящему на площадке контейнеру. Переключая рычаги управления, водитель подводит и зацепляет подъемный крюк к контенеру. Затем контейнер втягивается на раму, которая находится в поднятом положении. При опускании рамы на надрамник кузов фиксируется боковыми гидравлическими фиксаторами.

ВСССР была разработана конструкция крюкового механизма,в котором крюк закреплен на раме, которая может продольно перемещаться относительно подъемной рамы. Эта особенность механизма облегчает наведение крюка на захват контейнера, так как при этом не изменяется высота крюка в отличие от остальных механизмови увеличивается зона действия. Кроме того, появилась возможность упростить фиксаторы контейнера в транспортном положении, выполнив их в виде поперечных стержней, установленных на подъемной раме и взаимодействующих с Г-образными скобами, закрепленными под днищем кузова. При втягивании контейнера на раму скобы заходят за стержни, что предохраняет контейнер от бокового опрокидывания.

Преимуществом является также возможность изменения положения центра тяжести заполненного кузова контейнера относительно осей автомобиля без подъема рамы, что позволяет снизить нагрузки на механизм при подъеме или опускании кузова.

Преимущества системы «Мультилифт» при сборе и вывозе мусора заключаются в высокой степени механизации погрузочно-разгрузочных работ, а также в полном отсутствии вредных контактов водителя с бытовыми отходами [3].

Кузова-контейнеры выпускаются различной вместимости, что позволяет оптимизировать их расстановку на жилой территории с изменяющимся накоплением отходов.

Вместах, где бытовые отходы вывозятся на незначительные расстояния и в сравнительно небольшом количестве, целесообразно применять сменные кузова-контейнеры для вывоза неуплотненных отходов. Выпускаютсяконтейнеры, снабженные герметичными легкими крышками по обеим сторонам контейнеров, что в сочетании с их небольшой высотой создает удобства при ручной загрузке. Эти кузова имеют откидной задний борт для самосвальной разгрузки. В закрытом положении задний борт удерживается замками с дистанционным приводом.

Контейнерывместимостью свыше 20 м3 применяются, как правило, для перегрузки в них бытовых отходов, доставляемых собирающими мусоровозами. Так как эти контейнеры не имеют крыши, то

перегрузка производится в навал.

При транспортировке кузов накрывается брезентовым тентом.

Основным недостатком применения системы вывоза неуплотненных отходов в сменных кузовахконтейнерах является низкий коэффициент использования полезной грузоподъемности мусоровоза (около 0,4 – 0,75 в зависимости от начальной плотности мусора).

Повысить эффективность использования сменных кузовов при вывозе бытовых отходов можно, уплотняя их при загрузке. При этом полностью используется полезная грузоподъемность мусоровоза.

С этой целью сменные контейнеры оснащаются встроенными механизмами для уплотнения отходов. Такие кузова устанавливаются во дворах жилых домов, крупных магазинов и могут иметь автономный привод с питанием от электросети или использовать энергетическую установку, размещенную на базовом автомобильном шасси. В первом случае отходы уплотняются по мере поступления в загрузочный отсек контейнера, во втором периодически, несколько раз в течение загрузки.

1

Рисунок 2 – Конструкция контейнера со встроенной системой уплотнения

6

Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

___________________________________________________________________________________________

Контейнеры выпускаются различной вместимости с разнообразными по конструкции уплотняющими механизмами.

Контейнерс толкающей плитойвстроенного уплотнителя показан рисунке 2. Одноступенчатый гидроцилиндр двухстороннего действия со сравнительно небольшой длиной хода осуществляет возвратно-поступательное перемещение толкающей плиты.

Почти вдвое увеличивается длина перемещения плиты за счет применения рычагов, шарнирно связанных с плитой и кузовом, между которыми установлен гидроцилиндр [4].

К недостаткам этой конструкции следует отнести зависимость усилия уплотнения от положения толкающей плиты в кузове и необходимость учета изменения величины действующего плеча гидроцилиндра при заполнении кузова-контейнера. Цикл прямого и обратного ходов толкающей плиты составляет 60 с. Контейнеры с системой уплотненияимеют два боковых загрузочных люка. Установочная мощность электродвигателя привода гидронасоса составляет 2,2 кВт при напряжении переменного тока 380 В. Бытовые отходы с начальной плотностью 100-120 кг/м3 уплотняются в два-три раза. Контейнеры с системой уплотнениявыпускаются вместимостью 10 и 16 м3.

Рисунок 3 – Конструкция контейнера с системой уплотнения качающегося типа

Толкающая плита качающегося типа при уплотнении мусора совершает вращательное перемещение от стенки загрузочного отсека. Центр вращения расположен вблизи днища кузова, поэтому при уплотнении отходы формируются с откосом в сторону загрузочного окна и не просыпаются при отводе толкающей плиты в исходное положение. Цикл перемещения плиты продолжается 30 с, а величина усилия уплотнения составляет 100 кН. Мощность установленного электродвигателя 3 кВт обеспечивает работу гидросистемы кузова-контейнера с давлением рабочей жидкости 12,0 МПа. Разгрузка контейнера самосвальная.

Контейнеры со встроенными уплотнителями показан рисунке. 3, выпускаемые вместимостью от 8 до 22 м3, имеют одинаковую конструктивную схему. Это позволило унифицировать основные механизмы, применив для всех типоразмеров один и тот же привод толкающей плиты. Особенностью модели является расширяющаяся к задней части пирамидальная форма кузова для облегчения самосвальной разгрузки отходов, подвергающихся значительному уплотнению при загрузке. Оригинально устроен уплотняющий механизм, толкающая плита которого совершает качательные перемещения по дуге окружности с центром в верхней части кузова. Передняя стенка загрузочного отсека предохраняет сжатые отходы от упругого расширения. Высокой степени уплотнения отходов способствует большая величина удельного давления на рабочей поверхности толкающей плиты, которая составляет 0,432 МПа для контейнеров вместимостью 8 и 10 м3 и 0,34 МПа для контейнеров больших типоразмеров [5].

Встроенная гидросистема обеспечивает высокие силовые параметры. Так же, как и другие, контейнеры оснащены электродвигателем и имеют автоматическую блокировку включения хода толкающей плиты.

7

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

___________________________________________________________________________________________

Рисунок 4 – Конструкция контейнера с системой уплотнения портального типа

Сменные контейнеры со встроенными уплотнителями предназначены для работы с механизмом подъема портального типа, устанавливаемым на раму базового автомобиля той же фирмы.

Особенность этой конструкции состоит в том, что за счет п рименения наклонно расположенного уплотнителя – поршня с прямоугольной плитой облегчается заполнение верхней передней части кузова;

размеры поперечного сечения плиты составляют 1470Х Х600 мм. Вместимость загрузочного бункера

заднему борту форму кузова для облегчения разгрузки [6].

Гидрооборудование уплотнителя расположено под пресс-камерой, а приводной электродвигатель может подключаться к силовой энергосети, выдерживающей кратковременные токи.

На наружных стенках контейнера закреплены по две проушины для крюков подъемного механизма. Базовый автомобиль обеспечивает самосвальную разгрузку контейнера [7].

Сменные контейнеры, задняя стенка которых имеет цилиндрическую форму облегчает заполнение верхней части контейнера за счет снижения сопротивления перемещению сжимаемых отходов вверх на криволинейной поверхности задней стенки показан рисунке 4.

Применение сменных кузовов-контейнеров со встроенными уплотнителями экономически целесообразно для вывоза бытовых отходов на расстояние от 15 до 20 км при таком дневном накоплении отходов, которое обеспечивает полную загрузку кузова установленной вместимости.

Библиографический список

1.Патент на полезную модель 60069 U1 Российская Федерация, МПК B65F 3/00 (2006.01). Мусоровоз с боковой загрузкой: № 2006111077/22: заявл. 05.04.2006: опубл. 10.01.2007 / В.В. Макаров, Т.А. Данилова, И.И. Степанова; патентообладатель ОАО "Мценский завод коммунального машиностроения". – 1 с.

2.Авторское свидетельство №1178663 A1 СССР, МПК B65F 3/02(2000.01). Устройство для выгрузки мусора из кузова мусоровоза: № 3706105: заявл. 02.03.1984: опубл. 1 5.091 .1985 / И.ИКравченко; заявительНаучноисследовательский и конструкторско-технологический институт городского хозяйства. – 4 с.

3.Баловнев, В. И. Развитие мусоровозов в России /В.И.Баловнев, Р.Г. Данилов // Строительные и дорожные машины. – 2019. – №11. – С. 3-11.

4.Александров, А.А. Мусоровозы и их особенности / А. А. Александров // Твердые бытовые отходы. –2011. – №3.

–С. 26-27.

5.Каргин, Р.В. Совершенствование конструкций кузовных мусоровозов / Р. В. Каргин // Научно-технический вестник Поволжья. – 2011. – №1. – С. 116-120.

6.Стоколяс, А. В. Автоматизация процесса вывоза твердых бытовых отходов / А. В. Стоколяс, А. Р. Каданян, А.С. Грищенко // Сборник статей VI Международной научно-практической конференции. –2018. – С. 111-115.

7.Андрюхов, Н.М. Очистка прибрежных полос различным оборудованием / Н. М. Андрюхов// Сборник докладов XXIII Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. – 2019. – С. 33-36.

8