Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов

ствующие затраты энергии: силы W1 сопротивления срезанию сне-

га лопастями фрезы, силы W2 сопротивления при подъеме снега,

силы W3 сопротивления при движении ленты транспортера, силы

W4 сопротивления при перемещении питателя, силы W5 сопро-

тивления перемещению машины.

Каждая лопасть фрезы, соприкасающаяся со снегом, срезает некоторый объем переменного поперечного сечения. Это сечение может быть охарактеризовано размером c c1sinθ (рис. 3.15), где c - по-

дача питателя за один оборот, м; с1 vм nп ( nп - частота вращения питателя, об/с. Если фреза выполнена многозаходной, имеющей z заходов, то в этом случае для каждой лопасти c1 vм/(nпz) ).

Рис. 3.15. Схема резания снега фрезой

Элементарное сопротивление срезанию dW1 может быть выражено так:

dW1 cdlkрез vм/(nпz) sinθKрезdb .

Элементарная работа dW1, затрачиваемая в течение одного обо-

рота фрезы при срезании стружки шириной b , равной ширине захвата питателя, dA1 W1dl , где dl Rdθ.

Отсюда

179

где θ0 - угол, определяющий высоту разрабатываемого слоя снега.

За один оборот фрезы будет срезан объем снега

Q R(1 cosθ0 )c1b .

Затраты энергии на сообщение снегу скорости отбрасывания при движении фрезы с угловой скоростью

Aск 0,5m0R2ω2Kскsin2α, Дж,

где m0 - масса снега, подаваемая за один оборот, кг;

Кск - коэффициент, учитывающий распределение снега по вит-

ку фрезы: Kск 0,8...1,0;

- угол наклона винтовой линии фрезы: αarctg S(2πR) (S - шаг фрезы, м).

Затраты энергии на перемещение снега фрезой к транспортеру в единицу времени

A0 0,5Пf2Вg,

где П - производительность машины, кг/с;

f2 - коэффициент внутреннего трения для снега; В - ширина захвата машины, м.

Сила сопротивления при подъеме снега ленточным транспортером

W2 mтрgsinβ ,

где mтр - масса снега, находящегося на транспортере:

mтр ΠL ( v1 - скорость транспортера, м/с). v1

180

Сила сопротивления при движении ленты транспортера

W3 Wcosβ(mк mтр mрол )g , Н,

где W - коэффициент сопротивления в опорах транспортера:

W 0,02...0,04 ;

mк - масса ленты транспортера, кг;

mрол - масса поддерживающих роликов, кг;

mтр - масса снега, находящегося на транспортере, кг.

Кроме того, при работе машины возникают силы сопротивления при ееперемещении. Сила сопротивления при перемещении питателя

W4 mпg(f3 i) , Н,

где mп - масса питателя, приходящаяся на дорожное покрытие, кг. Сила сопротивления перемещению машины

W5 (mм mп)g(fккч i) .

Мощность N1 , необходимая для работы машины и передаваемая через соответствующие механизмы, и мощность N2 , необходимая для привода ведущих колес:

где – угол трения снега о лопасть фрезы.

Расчет устойчивости снегопогрузчика. Устойчивая работа сне-

гопогрузчика обеспечивается при соблюдении следующих условий.

181

1. Тяговое усилие, необходимое для работы машины, должно быть меньше сил сцепления ведущих колес с дорогой, т.е.

W6 W7 W8 Gсц ,

где Gсц - сцепной вес машины, Н.

2. Момент от реакции R1, возникающей на лапе питателя при срезании объема снега, должен восприниматься боковыми силами сцепления колес с дорогой (рис. 3.16.).

Рис. 3.16. Схема действия сил на снегопогрузчик

Устойчивость машины относительно оси передних колес

W1(a c) S1c

и относительно оси задних колес

W1a S2c ,

где S1,S2 - боковые силы сцепления соответственно передних и задних колес, Н;

a - расстояние от конца лапы при ее выдвинутом положении до оси передних колес, м;

c - базовое расстояние, м.

182

Боковые силы сцепления

S1 R1' 1; S2 R'2 1 ,

где R1' и R'2 - реакции, приходящиеся соответственно на передние и задние колеса машины, Н;

1- коэффициент трения скольжения колес одорожное покрытие.

3.9. Конструкции и основы расчета машин для распределения противогололедных материалов

Эти машины предназначены для распределения по поверхности дорожного покрытия во время снегоочистки или борьбы с гололедом и скользкостью технологических материалов – пескосоляной смеси или специальных реагентов. Изготовляемые промышленностью распределители имеют общую схему устройства. В кузове с наклонными боковыми стенками размещены материалы, которые с помощью скребкового транспортера, двигающегося по дну кузова, подаются в заднюю часть кузова и через разгрузочное окно под действием силы тяжести поступают на горизонтально вращающийся диск, осуществляющий распределение материала. В настоящее время выпускают машины этого назначения двух типов – КО-104А и КО-105, а также более совершенных машин типа МДК 5337 на базе МАЗ.

Наиболее распространенной машиной является распределитель МДК-5337 на базе автомобиля МАЗ-5337 (рис. 3.17). Специальное оборудование машины состоит из кузова, скребкового транспортера, разбрасывающего диска, гидросистемы и механизмов привода. Передняя и задняя стенки сварного кузова имеют окна для прохода верхней несущей ветви транспортера. К продольным балкам основания кузова в передней его части присоединен механизм натяжения транспортера. Кузов размещен на подрамнике, прикрепляемом к лонжеронам базового автомобиля. На заднем борту кузова закреплен бункер, который направляет на разбрасывающий диск технологический материал, поступающий из кузова. Окно, размещенное в заднем борту, предназначено для прохода верхней ветви транспортера, а также для дополнительного регулирования количества материала, поступающего на диск. Окно перекрывается шибером, управляемым с помощью рычага вручную.

183

Рис. 3.17. Машина МДК-5337 (зимний вариант):

1 – маячок проблесковый; 2 – фара-искатель; 3 – кожух тяг управления гидрораспределителями; 4 – шкаф спецоборудования; 5 – устройство натяжное; 6 - решетка; 7 - кузов; 8 – разбрасыватель; 9 – крыло заднее; 10 – колесо запасное; 11 – щетка; 12 – карданный вал привода шестеренного насоса; 13 – гидроцилиндр поворота плуга; 14 – гидроцилиндр подъема (опускания) плуга; 15 – скребок;16 – плуг; 17 – флажок; 18 – фара

В бункере и в передней части кузова установлены ведущий и ведомый валы транспортера с приводными звездочками. Верхняя ветвь транспортера двигается по днищу кузова, перемещая материал, нижняя ветвь – под днищем кузова над надрамником. Цепь транспортера – якорного типа с приваренными к ее звеньям скребками. Нужное положение цепи транспортера достигается с помощью натяжного устройства. Натяжение цепи в необходимых пределах достигается спиральными пружинами, натяжение которых регулируется гайками резьбовых штоков. Ведущий вал левым концом установлен в подшипнике, а правым связан через шлицевое соединение с ведомым валом редуктора.

Звездочки привода транспортера установлены в средней части переднего ведомого и заднего ведущего валов. Разбрасывающий диск на верхней части снабжен ребрами, которые вовлекают материал при вращении диска в движение к его периферии.

Гидросистема состоит из маслобака, гидронасосов, гидромоторов, дросселей, измерительных приборов (рис. 3.18). Гидросистема

184

включает в себя две самостоятельные линии, обеспечивающие привод транспортера и разбрасывающего диска. Для привода транспортера, а также разбрасывающего диска используют гидронасос, питающий гидромотор. Каждая из этих линий снабжена дросселем, с помощью которого регулируются скорость движения транспортера и частота вращения диска. Оба дросселя смонтированы на пульте управления, закрепленном за кабиной водителя. Каждая из линий привода транспортера и диска снабжена манометром для контроля за режимом работы гидросистемы. Привод масляных насосов осуществляется от двигателя базового шасси с помощью коробки отбора мощности, установленной с правой стороны коробки передач. Коробка отбора мощности имеет два приводных вала, каждый из которых служит для привода масляного насоса. Для увеличения крутящего момента и снижения частоты вращения гидромотор привода транспортера вращает редуктор, ведущий вал которого соединен с ведомым валом транспортера.

Рис. 3.18. Гидравлическая схема машины КО-104А:

1 - масляный бак; 2 - гидронасос привода транспортера; 3 - ручной насос; 4 - манометр; 5 - дроссель; 6 - гидромотор привода транспортера;

7 - гидроподъемник; 8 - гидромотор привода разбрасывающего диска; 9 - гидронасос разбрасывающего диска; 10 - фильтр

185

Машина работает следующим образом. В зависимости от свойств технологических материалов и плотности их распределения с помощью дросселя устанавливают скорость движения транспортера и поступательную скорость машины. При движении транспортера его скребки, двигаясь по дну кузова, увлекают некоторый объем материала и сбрасывают его в бункер. Плотность распределения корректируют регулированием положения шибера. Уменьшение скорости движения транспортера и увеличение скорости движения машины обеспечивают уменьшение плотности обработки. В зависимости от выполняемого процесса и особенности планировки убираемой дороги с помощью второго дросселя гидромотора привода разбрасывающего диска устанавливают частоту его вращения и, таким образом, ширину обрабатываемой полосы.

Принцип действия машины КО-105 аналогичен, однако по конструкции она несколько отличается от машины КО-104А прежде всего наличием плужно-щеточного снегоочистительного оборудования. Оборудование для распределения технологических материалов в связи с большим объемом кузова отличается главным образом своими размерами и конструкцией механизмов привода рабочих органов (рис. 3.19). От двигателя автомобиля через коробку передач и верхний вал коробки отбора мощности крутящий момент передается редуктору, снижающему частоту вращения и обеспечивающему привод двух масляных насосов. Один из этих насосов служит для привода гидромотора транспортера, другой – для привода гидромотора разбрасывающего диска. Кроме того, верхний вал коробки вторым концом приводит во вращение масляный насос, обеспечивающий работу плужно-щеточного оборудования. Таким образом, гидравлическая система этой машины состоит из двух самостоятельных систем: первой – для привода распределяющего оборудования, т.е. привода транспортера и разбрасывающего диска, второй – только для подъема в транспортное и опускание в рабочее положение плуга и щетки. Каждая из этих систем снабжена своим масляным баком. Гидрораспределитель установлен в кабине водителя и служит для управления работой гидроцилиндров отвала и щетки. Режимы работы транспортера и диска регулируют с помощью двух дросселей, установленных вместе с манометрами, которые контролируют давление в сетях привода транспортера и диска, на специальном пульте управления, закрепленном у задней стенки кабины водителя.

186

Рис. 3.19. Кинематическая схема машины КО-105:

1, 4 - шестеренный гидронасос; 2 - раздаточная коробка; 3 - редуктор насосов; 5 - конический редуктор; 6 - цилиндрическая щетка; 7 - гидромотор привода транспортера; 8 - редуктор транспортера; 9 - скребковый транспортер; 10 – разбрасывающий диск; 11 - гидромотор привода разбрасывающего диска;

12 - цепная передача привода щетки

Кроме машин КО-104А и КО-105 в некоторых хозяйствах применяют комбинированную машину КДМ-130А, имеющую для работы в зимнее время плужно-щеточное и пескоразбрасывающее оборудование. Принцип работы этого оборудования аналогичен принципу работы машин КО-104А и КО-105. Основное отличие состоит в конструкции привода транспортера и разбрасывающего диска. Для привода специального оборудования на этой машине крутящий момент карданным валом передается на предохранительную муфту, установленную на правом лонжероне рамы автомобиля за кабиной водителя. От предохранительной муфты момент вторым карданным валом передается на раздаточный редуктор, имеющий три цилиндрических шестерни. Этим редуктором с помощью двух карданных валов приводятся два редуктора привода цепи транспортера и разбрасывающего диска: редуктор привода транспортера червячного типа, редуктор привода диска с двумя коническими шестернями. Наиболее важными отличительными особенностями

187

машины также являются следующие. В связи с принятой конструкцией привода изменение ширины обрабатываемой полосы достигается с помощью ограничителя, представляющего собой две дугообразные скобы, охватывающие диск с двух сторон. Скобы закреплены одним концом шарнирно и могут приближаться или удаляться от диска, ограничивая дальность полета частиц песка. Транспортер подачи песка состоит из двух цепей втулочно-роликового типа и прикрепленных к ним скребков.

Внастоящее время начата поставка комбинированных уборочных машин КО-802, на которые в зимнее время монтируют оборудование для распределения технологических материалов. Отличительной особенностью этих машин является исполнение кузова распределителя, который для разгрузки в правую сторону может принимать наклонное положение. Это позволяет использовать машину при отсутствии снегопадов в качестве самосвала для перевозки снега и технологических материалов.

Втабл. 3.5 приведена характеристика отечественных распределителей.

Таблица 3.5

Техническая характеристика распределителей

188