книги из ГПНТБ / Иванов, А. Н. Развитие конструкций снегоочистительных машин обзор

(пунктир 1). Аналогично определяется ширина захвата Ам =

заданным, при которых обеспечивается максимальная про­ изводительность.

50

воздуха. Это позволяет увеличь производительность ма­ шины в среднем на 15%. Определение оптимального значе­ ния коэффициента эжекции осуществляется с использовани­ ем известных методов расчета газовых эжекторов, а з ка­ честве критерия оптимизации принимается максимальное значение скоростей во внутреннем пограничном слое.

Рабочее оборудование газоструйного снегоочистителя оказывает силовое воздействие на базовое шасси, это необ­ ходимо учитывать при тяговом расчете.

где 7% — усилие на передвижение машины:

Гр ■—усилие на преодоление реактивной тяги газотур­

где Р — реактивная тяга газотурбинного двигателя; Р—угол наклона сопла к направлению движения ма­

51

где GC4 — сцепной вес машины;

ные (отбрасывающего действия). Плужные снегоочистители

как их снабжают устройствами, предотвращающими воз­ можную аварию в случае столкновения с непреодолимым препятствием. Поверхность отвала снежного плуга выпол­ няют специальной геометрической формы.

Скоростные снегоочистители рассчитаны преимуществен­ но на удаление свежевыпавшего снега (снега небольшой плотности и твердости) и небольших по высоте снежных от­ ложений (до 30 см). После их прохода не образуется валов на обочине дороги, благодаря чему значительно уменьшает­ ся заносимость дорожного полотна.

Конструктивные исполнения плужных снегоочистителей и значения их основных параметров в СССР регламентиро­

52

выми машинами в исполнении ХЛ по ГОСТ 15150—69 (се­

рабочего места водителя. Наибольшее распространение по­ лучило гидравлическое управление рабочим органом, хотя до настоящего времени выпускаются машины с канатным уп­ равлением (например двухотвальный снегоочиститель Д-180В производства нелидовского завода «Торфмаш») на тракторе Т-100.

Рабочий орган плужного снегоочистителя состоит из ножа, отвальной поверхности, опорного устройства, элемен­ тов подвески и управления.

Ножи, как правило, выполняют составными. В СССР но­

53-

ствием. В зарубежной практике известны предохранитель­ ные устройства, принцип действия которых основан на пово­ роте всего рабочего органа вокруг горизонтальной оси. Недостатком указанного устройства являются большие

стителях отбрасывающего действия ее выполняют с равно­ мерно увеличивающейся к боковой кромке (или к боковым кромкам) высотой. Меньшая высота отвала на 0,1—0,2 м больше максимальной высоты снимаемого снежного покрова.

Для уменьшения энергетических потерь, вызванных уп­ лотнением снежной массы, поступающей на отвал, рабочей поверхности отвала придается по возможности небольшая кривизна. В скоростных машинах, особенно при работе на свежевыпавшем рыхлом снеге, целесообразно применять от­ валы с большой кривизной рабочей поверхности, чтобы снежный поток лучше закручивался и исключалась перевалка снега через верхнюю кромку.

Угол резания для отвалов снегоочистителей сдвигающего действия не должен превышать 35°, у скоростных машин он

му можно изменять зазор между кромкой ножа и поверх­ ностью дорожного покрытия для достижения заданной сте­ пени чистоты уборки.

Присоединение рабочего органа к базовой машине осу­ ществляется с помощью подвижной в вертикальной плоско­ сти подвески для того, чтобы он мог копировать профиль обрабатываемого покрытия. Подвеска состоит обычно из тол­ кающей рамы, закрепленной на шасси базовой машины, и параллелограммной системы стержней, шарнирно-соединен­ ных с одной стороны с отвалом и с другой — с лонжерона­ ми базовой машины. Отдельные зарубежные фирмы выпус­ кают снегоочистители с подвесками, состоящими из стан-

54

дартных опор, монтируемых в передней части рамы автомо­ биля, и присоединенных к ним рычагов.

частей. Коническая часть выполнена из листовой стали (тол­ щиной 4 мм) и сзади снабжена ребрами жесткости. Нижняя часть отвала, выполняющая роль предохранительного уст­ ройства, состоит из двух подвижных секций со сменными металлическими ножами. При наезде на непреодолимое пре­ пятствие срабатывает фиксирующее устройство, секция под­ нимается, пропуская препятствие, а затем возвращается в исходное положение. Отвал выполнен неповоротным, угол за­ хвата составляет 120°, а угол резания 30°. По требованию заказчика снегоочиститель может комплектоваться боко­ вым крылом конической формы, закрепляемым с правой сто­ роны базовой машины. В этом случае ширина захвата уве­ личивается на 1,5 м, и можно убирать снег с обочин дороги и надкюветного пространства, кроме того, увеличивается дальность отбрасывания снега.

их большой металлоемкостью и ненадежностью предохрани­ тельного устройства. Эти недостатки обусловлены недоста­ точной изученностью рабочего процесса снегоочистителей.

Представителем двухотвальных снегоочистителей на пнев­ матическом ходу является снегоочиститель ДЭ-214С (рис. 22). Эта машина при разработке свежевыпавшего снега толщиной до 40 см работает как скоростной снегоочиститель, а в более тяжелых условиях — как снегоочиститель сдви­ гающего действия. В основном он применяется для очист­ ки дорожных покрытий от снега средней плотности, для сдвигания неслежавшихся несмерзшихся снежных валов с проезжей части дорог, прокладки колонных путей и снего­ задерживающих траншей. Снежный плуг навешивается на колесный трактор К-700А (К-700) с помощью навесной си­ стемы трактора.

Нижние рычаги навесной системы соединены с попереч-

55

тируется на промышленном тракторе Т-130. Управление

•снежным плугом — гидравлическое. Снегоочиститель пред­ назначен для расчистки заносов, прокладки колонных путей и снегозадерживающих траншей.

О с н о в н ы е т е х н и ч е с к и е д а н н ы е п л у ж н ы х с н е г о о ч и с т и т е л е й

Рабочий процесс плужного снегоочистителя. Процессы взаимодействия снежных масс с отвалами и их дальнейшее движение по отвалу изучены еще не полностью. Нестабиль­ ность свойств снега определяет изменчивость и неопределен­ ность поведения снега на рабочей поверхности отвала. Это обстоятельство весьма усложняет полное математическое описание процессов движения снега по отвалу и определение кинематических параметров. Поэтому при построении ана­ литической модели процесса приняты следующие упрощения и допущения:

иприобретает его форму только за счет изгиба слоя.

2.Скорость произвольно выбранной частицы снега не за­ висит от положения этой частицы и равна абсолютной ско­ рости снегоочистителя.

3.Силами трения между снегом и поверхностью отвала при расчетах можно пренебречь.

4.Сопротивление воздуха при полете частиц снега мож­ но не учитывать.

К настоящему времени выполнены исследования для разработки методики расчета плужных снегоочистителей с учетом комплекса факторов, оказывающих влияние на про­ цесс снегоочистки (ветер, деформация слоя снега, взаим­ ное влияние частиц снега друг на друга и др.). Основные положения указанных исследований следующие.

57

При скорости снегоочистителя 40—50 км/ч срезаемый слой снега теряет контакт с поверхностью ножа и часть пути пролетает в воздухе, пока поверхность отвала не «догонит» его. При скорости больше 50 км/ч в некоторых случаях по­ ток снега долетает в воздухе до козырька отвала и после удара меняет свою траекторию. Это явление можно объяс­ нить следующим. В момент соприкосновения отвала со сне­ гом в срезаемом слое концентрируются напряжения у режу­

ческих деформаций. В результате непрерывного продвиже­ ния отвала снег начинает двигаться вверх по ножу отвала.

встречающиеся непосредственно с поверхностью отвала, вследствие трения теряют большую часть полученной ско­ рости, а частицы, находящиеся впереди, —• меньшую. Таким образом, средняя скорость частиц снега непрерывно умень­ шается, что приводит к увеличению площади сечения потока снега по высоте. Таким образом, частицы снега в срезаемом потоке вследствие сил трения по поверхности ножа дви­ жутся не параллельно поверхности ножа отвала, а получают нормальную составляющую скорости. Каждая частица сне­ га имеет свою траекторию. Чем больше внутреннее переме­

теоретически, если предположить, что сопротивление воздуха пропорционально первой степени скорости полета снега.

тока при скорости движения снегоочистителя 50 км/ч состав­ ляет 36 км/ч. Давление ветра, действующего на поверхность отвала при данной скорости снегоочистителя, равно 0,002 кгс/см2, что превышает давление призмы снега на от­ вал у тихоходных снегоочистителей. Отсюда видно, что при расчете оптимальной формы отвала и тягового усилия ско­ ростного снегоочистителя необходимо учитывать сопротивле­

58

ние воздуха, действующего на поверхность отвала, и силы трения, возникающие при движении снега по поверхности.

В заключение можно сделать следующие выводы. Для оп­ ределения оптимальной формы отвала необходимо найти ко­ эффициент полезного действия перемещения снега по отвалу. Коэффициент полезного действия— это отношение всей за­ трачиваемой энергии при входе снега на отвал к энергии на выходе с него. Для оптимальной работы отвала необходимо иметь максимальную скорость потока снега на выходе. Для того чтобы потери скорости были минимальными, направляю­ щая поверхность отвала должна обеспечивать минимальную работу сил трения. Кроме этого поверхность отвала должна совпадать с траекторией движения потока снега без отрыва от нее, так как в противном случае возникают удары.

Основными направлениями развития конструкций плуж­ ных снегоочистителей следует считать:

1. Совершенствование рабочего органа с целью повышения его коэффициента полезного действия.

2.Совершенствование предохранительного устройства с целью снижения динамических нагрузок на конструкцию ма­ шины и облегчения рабочего органа.

3.Создание специальных шасси на базе серийно выпускае­ мых узлов автомобильной и тракторной промышленности.

4.Создание комбинированного снегоочистителя, включаю­ щего снежный плуг и цилиндрическую щетку.

ТЕНДЕНЦИИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ СНЕГООЧИСТИТЕЛЕЙ

За последние годы предприятиями Мпнстройдормаша раз­ работаны конструкции новых снегоочистительных машин, вы­ годно отличающихся от выпускавшихся ранее и соответствую­ щих современным требованиям. К таким машинам относятся роторные снегоочистители Д-902С, Д-904С, Д-909С, ДЭ-221, ДЭ-220, Д-601C, Д-558, скоростной плужный снегоочиститель ДЭ-209, двухотвальные плужные снегоочистители ДЭ-214С и ДЭ-215С, аэродромный газоструйный снегоочиститель ДЭ-7.

Однако в связи с интенсивным развитием сети автомобиль­ ных дорог и аэродромов, а также резким ростом парка авто­ мобильного и воздушного транспорта, выпускаемые снегоочи­ стители как в количественном, так и в качественном отноше­ нии далеко не полностью удовлетворяют потребности дорож­ ных и аэродромных служб.

Для скорейшего удовлетворения потребностей народного хозяйства в снегоочистительной технике, необходимо помимо увеличения выпуска существующих конструкций, создавать

59