Повышение производительности машины для распределения противогололедных материалов

Цель проекта - повышение производительности машины для распределения противогололёдных материалов, а также повышение качества распределения противогололёдных материалов.

	МДК
Тип пескоразбрасывателя	легкосъемный бункерного типа с транспортером и разбрасывателем
Транспортный автомобиль	ЗИЛ-433102
Вместимость бункера пескоразбрасывателя, м 3	5,0
Масса загружаемого в бункер противогололедного материала, кг	до 5300
Производительность по нанесению противогололедных материалов, м 2 /ч	до 30000
Ширина обрабатываемой полосы, м	до 8,5
Плотность посыпки, г/м 2	10...300
Тип транспортера	скребковый на круглозвенных цепях
Тип разбрасывателя	дисковый диаметр = 500 мм
Привод механизмов пескоразбрасывателя	гидравлический
Скорость движения автомобиля с пескоразбрасывателем, км/ч, не более: рабочая транспортная	40 60
Масса пескоразбрасывателя, кг, не более	2000
Ресурс до капитального ремонта, час	10000

Современные распределители противогололёдных материалов используют главным образом для обработки дорожных покрытий пескосоляной смесью. При этом технологический процесс выдвигает весьма жёсткие требования к дозировке противогололёдного материала.

В связи с этим дальнейшее совершенствование конструкции машин этого назначения должно проходить, прежде всего по пути стабилизации заданных плотностей обработки дороги, а также увеличения производительности и эффективности распределения противогололёдных материалов.

Известен распределитель противогололёдных материалов. Распределитель содержит транспортное шасси, на котором установлен бункер с конвейером для подачи материала к разбрасывающему диску. За окном в задней стенке бункера на горизонтальных поперечных шарнирах установлена подпружиненная заслонка. Горизонтальные поперечные шарниры смонтированы на бункере позади приводного вала конвейера и соединены с заслонкой при помощи жестко прикрепленных в ней кронштейнов, которые связаны с бункером кинематической цепью, состоящей из винтового механизма, двуплечего рычага и жесткой тяги с расположенной вдоль нее пружиной. Тяга одним концом соединена с двуплечим рычагом, а на другом конце тяги образован паз, в котором размещен шип, закрепленный на кронштейне. Пружина также связывает двуплечий рычаг и шип. Распределитель обеспечивает эффективное предохранение от перегрузок и стабильный расход материала.

На рис. 1.1 показан распределитель сбоку, общий вид; на рис. 1.2 вид на заднюю часть бункера.

Распределитель противогололедных материалов содержит транспортное шасси 1, на котором установлен бункер 2 для распределяемого материала. Конвейер 3, подающий материал из бункера содержит цепь, верхняя ветвь 4 которой размещена на дне 5 бункера и проходит через окно 6 в задней стенке 7 бункера. На цепи закреплены скребки 8. Конвейер 3 имеет приводной вал 9, на котором посажена звездочка 10. Распределитель содержит также разбрасывающий диск 11 с приводом от гидромотора 12 и направляющий лоток 13 для подачи материала от конвейера на диск. Над дном бункера за окном 6 по ходу конвейера на расстоянии от задней стенки 7 бункера установлена подпружиненная заслонка 14, имеющая возможность поворота относительно горизонтальных поперечных шарниров 15, 16, смонтированных на раме 17, жестко прикрепленной к бункеру 2. Горизонтальные поперечные шарниры 15 и 16 смонтированы позади приводного вала 9 конвейера и соединены с заслонкой 14 посредством жестко прикрепленных к ней кронштейнов 18 и 19, которые связаны кроме того с рамой 17 бункера кинематической цепью, состоящей из винтового механизма 20, двухплечего рычага 21 с шарнирами 22 и 23 на свободных концах плеч и жесткой тяги 24 с расположенной вдоль нее пружиной 25. Двухплечий рычаг 21 имеет закрепленную на раме 17 неподвижную ось 26 и соединен одним плечом при помощи шарнира 22 с винтовым механизмом 20. Жесткая тяга 24 с расположенной вдоль нее пружиной 25 соединена с одной стороны при помощи шарнира 23 с другим плечом двуплечего рычага 21, а с другой стороны с шипом 27, закрепленным на кронштейне 18 и размещенном в продольном пазу 28, образованном на конце тяги 24. Винтовой механизм 20 выполнен в виде винта 29 с рукояткой 30, установленного в подшипниковой опоре 31 на раме 17 бункера, и гайки, выполненной в виде сквозной резьбы 32 в теле оси 33 шарнира 22 двуплечего рычага 21. На приводном валу 9 контейнера 3 по обе стороны от звездочки 10 закреплены барабаны 34, 35 с ребрами 36 по периферии. Дно 5 бункера перекрывает пространство между заслонкой 14 и приводным валом 9 конвейера. Пространство между задней стенкой 7 бункера и заслонкой 14 перекрыто сверху и с боков кожухом 37. Расстояние от дна 5 бункера до нижней заслонки 14 меньше размеров окна 6 по высоте. Разбросанный диск 11 выполнен с лопатками 38 и установлен на валу 39 гидромотора 12. Корпус гидромотора 12 закреплен на раме 40, которая установлена на оси 41 и на раме 17 бункера и может занимать нижнее рабочее положение для распределения материала и верхнее для транспортного режима. Направляющий лоток 13 установлен на раме 17 с помощью оси 42. Наклон лотка 13 может регулироваться с помощью серьги 43 с зажимом 44, изменяя расстояние подачи материала от центра диска.

Распределитель работает следующим образом.

Для проведения посыпки дорожного покрытия включают привод конвейера и разбрасывающего диска.

Материал из бункера 2 при перемещении транспортного шасси 1 с помощью верхней ветви 4 цепи конвейера и скребков 8 перемещается по дну 5, проходит через окно 6 под заслонкой 14, огибает барабаны 34, 35 с ребрами 36, осыпается на лоток 13, падает на разбрасывающий диск 11 и распределяется по дорожному покрытию. Расход материала определяется высотой расположения нижней кромки заслонки 14 над дном. Эта высота регулируется поворотом заслонки 14 вместе с кронштейнами 18, 19 с помощью винтового механизма 20. Положение заслонки при постоянном режиме без перегрузки фиксируется прижимом закрепленного на кронштейне 18 шипа 27 к передней стенке паза 28 с помощью пружины 25. Давление материала на заслонку 14 в этом случае невелико, так как основную часть давления воспринимает задняя стенка 7 бункера, расположенная перед заслонкой на некотором расстоянии. Поскольку пространство между заслонкой 14 и приводом валом 9 с барабанами 34 и 35 перекрыто дном 5, а на барабанах выполнены ребра 36, материал равномерным потоком ссыпается на лоток 13 и далее на разбрасывающий диск 11. Благодаря равномерности потока материала пульсации нагрузки в приводе разбрасывающего диска не возникает. При попадании твердых включений под заслонку 14 последняя поворачивается относительно горизонтальных поперечных шарниров 15, 16 на угол, максимальная величина которого ограничена длиной паза 28 и достигается в момент прижима шипа 27 к задней стенке паза 28. Пружина 25 при этом растягивается, а после прохождения твердого включения под заслонкой сжимается и возвращает последнюю в первоначальное положение.

Благодаря тому, что горизонтальные поперечные шарниры 15, 16 смонтированы на бункере позади приводного вала 9 конвейера, при повороте заслонки 14 ее нижняя кромка отклоняется по вертикали на большее расстояние, чем по горизонтали, поэтому происходит быстрый пропуск твердого включения при незначительном угле отклонения заслонки и небольшой величине деформации пружины 25. Горизонтальное усилие же на верхней ветви цепи конвейера возрастает незначительно.

Установка заслонки 14 на кронштейнах и наличие кинематической цепи из винтового механизма 20, двухплечего рычага 21 и жесткой тяги 24, а также пружины 25 позволяет за счет выбора размеров звеньев и упругости пружины получить необходимые характеристики распределителя в зависимости от применяемых для распределения материалов и условий эксплуатации, а также обеспечить заданный режим предохранителя от перегрузок. Таким образом в предложенном распределителе предотвращаются поломки и возрастает надежность его работы.

Распределитель противогололедных материалов, содержащий транспортное шасси, на котором установлен бункер, конвейер со скребками, закрепленными на цепи, верхняя ветвь которой размещена на дне бункера и проходит через окно в его задней стенке, приводной вал конвейера со звездочкой, подпружиненную заслонку, установленную над дном бункера при помощи горизонтальных поперечных шарниров и расположенную по ходу конвейера за окном, разбрасывающий диск с приводом и направляющий лоток для подачи материала от конвейера к диску, отличающийся тем, что горизонтальные поперечные шарниры смонтированы на бункере позади приводного вала и соединены с заслонкой посредством жестко прикрепленных к ней кронштейнов, которые связаны с бункером кинематической цепью, состоящей из смонтированного на бункере винтового механизма, двухплечего рычага с шарнирами на свободных концах, имеющего закрепленную на бункере неподвижную ось и соединенного одним плечом с указанным винтовым механизмом, и жесткой тяги с расположенной вдоль нее пружиной, соединенных с одной стороны с другим плечом двухплечего рычага, а с другой стороны с шипом, закрепленным на кронштейне и размещенным в образованном на конце тяги пазу.

Известно устройство для возведения насыпи [2] , которое относится к строительству и может быть использовано для возведения насыпей железных и шоссейных дорог. При возведении насыпи сыпучее распределяют по профилю будущей насыпи и уплотняют.

При этом сыпучее разделяют на преимущественно отдельные вертикально падающие частицы и регулируют скорость роста насыпаемого слоя, делая ее численно меньше размера насыпаемых частиц в направлении, поперечном перемещению насыпаемого слоя. Устройство для осуществления способа содержит установленные на пути выброса сыпучего из бункера пластины. Метательный механизм можно поворачивать перпендикулярно оси его вращения относительно устройства. Может быть установлено несколько метательных механизмов. Устройство можно поворачивать относительно подвижного средства. Повышается степень уплотнения. Сущность устройства заключается в том, что известное устройство, имеющее вращающийся метательный механизм, питающий его бункер и силовой привод, размещенные на самоходном средстве, дополняют пластинами, установленными на пути выброса сыпучего для его разделения на частицы, а метательный можно поворачивать перпендикулярно его оси вращения. Например, машина для подметания улиц имеет длинную вращающуюся щетку-вращающийся метательный механизм, если пустить ее по песку. Приподнимая один конец щетки, т.е. поворачивая перпендикулярно оси вращения, изменяем интенсивность бросания песка вдоль ее длины, регулируя скорость роста насыпаемого слоя.

Устройство перемещается вдоль профиля будущей насыпи, насыпая перед собой уплотненный слой песка. Песок самосвалами загружают в питающий бункер. С другой стороны бункера двумя длинными барабанами с лопатками песок метается пол углом 70° на высоту 2,5 - 3 м, откуда падает почти вертикально. Для дополнительного разделения слипшихся комочков песка на песчинки на пути его выброса установлены пластины. Оператор, регулируя, например, подъем наружных осей барабанов формирует двухскатную насыпь. Для уменьшения влияния ветра падающий поток песка закрывают экраном.

Известен распределитель противогололёдных материалов [3]. Машина для обработки поверхности полотна дороги, содержащая базовое шасси с силовой установкой, смонтированный на его раме кузов для перевозки пескосоляной смеси, выполненный с приводным транспортером в донной части, сопряженной с пескоразбрасывателем, смонтированным у задней части кузова , гидронасосы соответственно для привода вращения транспортера и диска пескоразбрасывателя, соединенные с силовой установкой через коробку отбора мощности, сообщенные, в свою очередь, с общим маслобаком трубопроводами гидросистемы, имеющей фильтры. Сущность заключается в том, что гидронасос привода транспортера выполнен с регулируемым рабочим объемом, осуществляющимся из кабины водителя с помощью электрического переключателя, включающего и выключающего соответствующие электромагниты гидрораспределителя, который имеет линию давления, соединенную с полостью управления гидромотора, линию слива, соединенную с гидробаком, и два входа, соединенные соответственно с выходом редукционного клапана и входом клапана давления, соединенным, в свою очередь, с выходами соответствующих дросселей, вход у которых соединен с линией давления гидронасоса диска, а гидрораспределитель соединяет все входы и выходы при выключенных электромагнитах, а при включении одного из них поочередно соединяет каждый из входов с линией давления или слива, выход гидромотора диска подключен к гидроуправляемому с входа регулятора расхода клапану и к входу подпирающего клапана давления, выход которого соединен с входом гидромотора.

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

Зимнее содержание дорожных покрытий в нашей стране имеет огромное значение, так как автомобильный транспорт работает около 5 месяцев в году в зимних условиях, при больших снегопадах, снежных заносах и гололеде. В зимнее содержание дорог входит очистка проезжей части от снега немедленно после снегопада, борьба с гололедом и транспортирование снега к местам свалки. Для поддержания дорог в проезжем состоянии применяют различные типы снегоочистителей, снегопогрузчики, пескоразбрасыватели, и машины для удаления снежно ледяных накатов.

Машины для борьбы с гололедом бывают с механическим, физико-термическим и химическим способом воздействия на гололед. При содержании дорожных покрытий применяют в основном распределители противогололедных материалов с химическим воздействием на гололед, т.е. распределители по поверхности покрытия песка и сухих хлоридов.

Специальное оборудование этих машин состоит из кузова для технологических материалов, скребкового конвейера, распределительного устройства, привода и гидросистемы. Распределители часто оснащаются дополнительным оборудованием: щеточным устройством и снежным плугом, конструкция которых аналогична оборудованию подметально-уборочных машин.

Рабочее оборудование распределителя монтируют на базе грузовых автомобилей. На автомобиль устанавливают специальный кузов-бункер сварной конструкции объемом 2,0…8,0 куб. м. Боковые, передняя и иногда задняя стенки кузова расположены под углом для лучшего перемещения песка вниз к конвейеру и далее к распределительному устройству. В днище кузова расположен скребковый конвейер или шнек, ведомый вал конвейера и механизм натяжения смонтированы в передней части кузова. Скребковый конвейер или шнек служит для подачи материала к распределительному устройству, установленному в задней части кузова. Задний борт машины имеет отверстие для выхода скребкового конвейера или шнека, с которого материал поступает в направляющую воронку. Из воронки противогололедный материал поступает в распределительное устройство, как правило, дискового типа. Диск вращается с частотой 1,7…8,0 об/сек, и под действием центробежных сил материал веером рассеивается по покрытию. Ширина полосы распределения материала составляет 4…8 м.

Привод рабочего оборудования машины бывает механический или гидравлический.

В механическом приводе крутящий момент передается от основного автомобильного двигателя через коробку отбора мощности, карданные передачи, цепные и зубчатые редукторы к ведущему валу скребкового конвейера, распределительного диска и щеточного устройства. В машинах с гидравлическим приводом крутящий момент от основного автомобильного двигателя передается на гидросистему, приводящую в движение скребковый конвейер и диск. Гидропривод обеспечивает возможность плавного бесступенчатого изменения скорости скребкового конвейера и частоты вращения распределительного диска, что позволяет устанавливать необходимую плотность распределения материалов (30…500 г/м2) и ширину обработки покрытия без изменения скорости движения автомобиля.

В последнее время для борьбы с гололедом все более широкое применение находят жидкие реагенты. Для распределения жидких противогололедных материалов могут быть использованы поливо-моечные машины или специальные распределители.

Производительность пескоразбрасывателей определяют так же, как и самоходных машин непрерывного действия, с учетом потерь на загрузку кузова противогололедным материалом, переезд машины в загруженном и разгруженном состоянии и другие вспомогательные операции. Средняя производительность машин для распределения противогололедных материалов составляет 20…90 тыс. м2/ч.

Применение пескоразбрасывателей на аэродромах крайне нежелательно. Особенно это противопоказано на аэродромах, где эксплуатируют самолеты с турбореактивными двигателями.

Применение таких машин в аэропортах следует ограничить подъездными дорогами.

Для удаления гололедной пленки и снежно-ледяного наката, образующихся на поверхности аэродромных покрытий, применяют так называемые тепловые машины. Принцип работы тепловых машин заключается в воздействии на обледенелое покрытие с помощью высокотемпературного скоростного потока продуктов сгорания топливо-воздушной смеси, поступающей из турбореактивного двигателя, установленного на специальной раме автомобиля.

Для повышения эффективности процесса удаления льда с покрытия на ряде тепловых машин устанавливают дополнительный источник инфракрасного излучения. Лед прозрачен для инфракрасных лучей. Поэтому инфракрасное излучение, генерируемое излучателем, свободно проходит через слой льда к граничной поверхности покрытия, которая, будучи непрозрачной, поглощает лучи и нагревается. Тепло от поверхности покрытия в свою очередь передается к пограничному слою льда, что приводит к подплавлению последнего и к полному ослаблению сил, связывающих лед с покрытием.

Газовоздушная струя вследствие аэродинамического напора взламывает подтаявший лед и уносит его за пределы покрытия

дорожный пескосоляной гололед распределитель

• Конструкторская часть
• Определение производительности конвейера
• Расчет распределительного диска
• Определение количества ворса для щеток

Другое по теме:

Гасители колебаний
При движении вагона по периодическим неровностям пути (стыкам рельсов, например) со скоростью, когда частоты вынужденных и собственных колебаний близки по величине, могут возникать большие амплитуды колебаний кузова на рессорах (резонанс) ...

Тепловой расчет
Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности А ≈0,83 м2. Условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха, и принимаем коэффиц ...

Анализ работы системы с фильтром и регулятором
Из переходной характеристики видно, что реакция системы с фильтром и регулятором на единичное ступенчатое воздействие при наличии шумов практически полностью совпадает с реакцией системы с регулятором без наличия шумов. Время переходного ...