Авторы:

Ермилов А.Б.

Патентообладатели:

Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет)
Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет)

Заявитель:

Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет)
Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет)

РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ СКАЛЫВАНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

Номер патента: 2022082
Дата публикации: 30.10.1994
Номер заявки: 92009421/11


Реферат:

Использование: в машинах для разрушения снежноледяных образований на дорогах и тротуарах. Сущность изобретения: рабочий орган содержит вертикальный вал 1, на котором закреплены радиальные спицы 2, на которых установлены посредством вертикальных осей 3 с возможностью свободного вращения скалывающие конусы 4, обращенные основаниями в сторону дороги 5. На образующих конических поверхностей конусов 4 выполнены в нижней части звездочки 7, которые расположены выше оснований скалывающих конусов 4. 2 ил.

Описание:

Изобретение относится к области машин для разрушения снежно-ледяных образований на дорогах и тротуарах.

Известен рабочий орган для разрушения снежно-ледяных образований, содержащий ленточную фрезу с горизонтальной осью вращения, на которой жестко закреплены скалывающие зубья. При поступательном перемещении и одновременном вращении фрезы зубья скалывают крупными фрагментами снежно-ледяные образования с поверхности дороги.

Недостатком известного устройства является высокая вероятность разрушения зубьями фрезы асфальтобетонного дорожного покрытия вследствие тождественности физико-механических характеристик снежно-ледяных образований и асфальтобетона при отрицательной температуре окружающей среды.

Прототипом изобретения является рабочий орган для скалывания снежно-ледяных образований, содержащий вертикальный приводной вал, на концах радиальных спиц которого установлены посредством вертикальных осей с возможностью свободного вращения скалывающие конусы, обращенные основаниями в сторону дороги. При поступательном перемещении и одновременном планетарном вращении рабочего органа скалывающие конусы скользят нижними основаниями по поверхности дороги, не повреждая ее, а нижними кромками конусы в процессе сложного гипоциклического движения в горизонтальной плоскости обеспечивают разрушение снежно-ледяных образований крупным сколом за счет действия центробежных сил инерции каждого конуса на снежно-ледяной забой.

Основным недостатком прототипа является возможность проскальзывания в горизонтальной плоскости скалывающих конусов по поверхности ледяного забоя за счет действия реактивных сил со стороны скалываемого льда, касательных к этой горизонтальной плоскости к образующей конической поверхности. В результате проскальзывания вместо чистого качения конусов в плане по поверхности ледяного забоя происходит качение с юзом или полный юз скалывающих конусов, что резко увеличивает сопротивление перемещению этих конусов по ледяному забою, повышает момент сопротивления вращению и энергоемкость привода рабочего органа. Принудительная синхронизация частоты вращения скалывающих конусов с частотой вращения рабочего органа в целом за счет, например, использования планетарного цепного или зубчатого привода вращения этих конусов нецелесообразна потому, что вследствие поступательной подачи вращающегося рабочего органа в сторону ледяного забоя угловая скорость чистого качения скалывающего конуса по забою в горизонтальной плоскости неравномерна и изменяется в функции угла поворота рабочего органа, а планетарный привод вращения конусов может обеспечить их качение только с постоянной угловой скоростью. Кроме того, принудительный привод вращения скалывающих конусов существенно увеличивает металлоемкость и снижает надежность рабочего органа.

Изобретение направлено на решение задачи снижения энергоемкости скалывания снежно-ледяных образований путем предохранения скалывающих конусов от проскальзывания в процессе их планетарного движения в горизонтальной плоскости вдоль ледяного забоя.

На фиг. 1 схематично показан рабочий орган для скалывания снежно-ледяных образований, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Рабочий орган для скалывания снежно-ледяных образований содержит вертикальный приводной вал 1, снабженный радиальными спицами 2, на внешних концах которых жестко закреплены вертикальные оси 3. На осях 3 с возможностью свободного вращения смонтированы скалывающие конусы 4, обращенные основаниями в сторону покрытия дороги 5 и зафиксированные в вертикальном направлении на осях 3 посредством упоров 6. На образующих конических поверхностей конусов 4 выполнены в нижней части звездочки 7, которые расположены на расстоянии выше оснований конусов 4.

Скалывание снежно-ледяных образований 8 на дорогах и тротуарах осуществляется следующим образом. При поступательном перемещении рабочего органа по стрелке А в сторону снежно-ледяных образований 8 вращение приводного вала 1 обеспечивает планетарное движение скалывающих конусов 4, скользящих нижними основаниями по поверхности дороги 5. При поочередном взаимодействии со смежно-ледяными образованиями 8 конусы 4 прокатываются, свободно вращаясь на осях 3, по поверхности ледяного забоя, обеспечивая за счет контактного давления разрушение льда крупным сколом. Зубчатые звездочки 7 конусов 4 внедряются зубьями в ледяной забой, предохраняя конусы 4 от проскальзывания по поверхности забоя под действием тангенциальных контактных напряжений, и одновременно повышают эффективность скалывания льда, создавая концентрации механических напряжений в нижней части забоя. Зазор h между звездочками 7 и поверхностью дороги 5 предохраняет последнюю от повреждения зубьями звездочек. Собственная угловая скорость вращения конуса 4 вокруг осей 3 изменяется в пределах дуги, ограниченной ледяным забоем, в функции угла поворота рабочего органа в результате поступательного перемещения рабочего органа по стрелке А. При поочередном выходе конусов 4 из контакта с ледяным забоем вращение этих конусов прекращения.


Формула изобретения

РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ СКАЛЫВАНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ, содержащий вертикальный вал с радиальными спицами, на которых установлены посредством вертикальных осей с возможностью свободного вращения скалывающие конусы, обращенные основаниями в сторону обрабатываемой поверхности, отличающийся тем, что на боковой поверхности каждого конуса выше его основания выполнены зубцы, образующие звездочки.