ГлавнаяПроцесс работы снегоочистителя с метательным рабочим органом складывается из двух операций: отделения снега от массива и отбрасывания снега в сторону. Рабочие органы снегоочистителей должны обеспечивать возможность разработки как рыхлого снега, так и снега плотностью до 0,70. Дальность отбрасывания у дорожных снегоочистителей, как правило, не должна превышать 8—25 м. Производительность 600—2000 m/час. При расчистке аэродромов требуемая дальность отбрасывания должна достигать 50—70 м, а производительность до 3000 т/час и более. Отбрасываемый снег должен направляться в нужную сторону и распределяться тонким слоем, не образуя валов по сторонам полотна дороги.
В условиях зимнего содержания автомобильных дорог ширина расчищаемой за один проход полосы обычно назначается не менее 2,5 м. Толщина убираемого снежного покрова 0,3—2,5 м.
Рабочее оборудование должно быть съемным, легко демонтируемым, что обеспечит использование тягача в летнее время.
Рабочие скорости снегоочистителя бывают обычно в пределах 0,3—20 км/час, в некоторых случаях 40 км/час, а транспортные в пределах 40—60 км/час. Конструктивное оформление рабочих органов снегоочистителей разнообразно. В качестве рабочего оборудования применяется либо комбинация из двух отдельных рабочих органов — режущего и метательного, либо одного рабочего органа объединяющего в себе свойства как режущего, так и метательного органов.
Осуществление операций резания и отбрасывания снега при помощи одного рабочего органа вызывает ряд трудностей. Процесс отделения снега от массива (рыхление) наиболее эффективно протекает при больших усилиях и невысоких скоростях. Процесс отбрасывания протекает при высоких рабочих скоростях в целях обеспечения заданной дальности отбрасывания. Создание универсального снегоочистителя, работающего с одинаковой эффективностью при разработке рыхлого и плотного снежных покровов, наиболее просто осуществляется при условии выполнения операций резания и отбрасывания отдельными рабочими органами.
По конструкции рабочего органа роторные снегоочистители подразделяются на следующие типы: 1) шнеко-роторные; 2) плужно-роторные; 3) фрезерные; 4) фрезерно-роторные.
Режущие рабочие органы могут быть выполнены в виде (фиг. 276): 1) одного, а чаще двух и более шнеков; 2) плуга; 3) рыхлящего вала; 4) рыхлителя пропеллерного типа; 5) фрезы.
Процесс отбрасывания снега независимо от конструкций режущего рабочего органа осуществляется метателями центробежного действия. Снегоочистители, в которых операции резания и отбрасывания снега осуществляются одним рабочим органом, конструктивно выполняются, как правило, в виде фрезы. Типы снегоочистителей с метательными рабочими органами представлены на фиг. 277.
Снегоочистительное оборудование монтируется на стандартных грузовых автомобилях, пневмоколесных тягачах со всеми ведущими осями или тракторах. Легкие модели устанавливаются на одноосных тягачах с ручным управлением (фиг. 278).
Привод рабочих органов и ходового оборудования снегоочистителей бывает трех видов: 1) от двигателя внутреннего сгорания; 2) дизель-электрический; 3) дизель-гидравлический.
Основным видом силового оборудования роторных снегоочистителей является двигатель внутреннего сгорания. Получили распространение две схемы привода от двигателя внутреннего сгорания: одномоторная и двухмоторная. При одномоторной схеме привод рабочих органов и ходового оборудования, трансмиссия которого в этом случае включает устройство для бесступенчатого регулирования скоростей, осуществляется от одного двигателя мощностью 100—300 л. с. и более. В двухмоторной схеме рабочие органы и ходовое оборудование приводятся посредством отдельных двигателей. Одномоторная схема является более рациональной с точки зрения использования моторесурсов. В процессе работы снегоочиститель движется на малой скорости и мощность, затрачиваемая на передвижение, не превосходит 20 л. с. Дизель-электрический привод обеспечивает широкое бесступенчатое изменение рабочих скоростей, но имеет сравнительно большой вес. Дизель-гидравлический привод позволяет удачно решить вопрос передачи мощности к режущим и метательным рабочим органам. В сравнении с механическим приводом гидравлический привод имеет более мягкую характеристику и меньший вес.
Шнеко-роторные снегоочистители оборудуются рабочими органами двух типов. В качестве режущего органа обычно используются один, два или три шнека. Отбрасывание снега в сторону осуществляется центробежным метателем-ротором. Известны режущие органы, состоящие из горизонтальных, вертикальных и диагональных шнеков. Основные схемы режущих органов шнекового типа представлены на фиг. 279. Режущий орган с диагональными шнеками требует установки центрального редуктора, который затрудняет последующее поступление снега в ротор. Наибольшее распространение получили схемы с двумя горизонтально расположенными шнеками.
Рабочий процесс в шнеко-роторном снегоочистителе протекает следующим образом. Шнеками снег отделяется от массива и перемещается в поперечном направлении от периферии к центру. В центральной части снег подхватывается лопастями ротора и отбрасывается в сторону.
Снегоочистители со шнеко-роторным рабочим оборудованием получили широкое распространение в России на работах по зимнему содержанию шоссейных дорог и аэродромов. Нашей промышленностью освоены снегоочистители на шасси автомобилей ГАЗ-63, ЗИЛ-164, ЗИЛ-157, МАЗ-502 и на тракторах ДТ-54 и С-140. Примером современной модели шнеко-роторного снегоочистителя с двумя шнеками является снегоочиститель Д-470 на шасси трехосного грузового автомобиля ЗИЛ-157. Снегоочиститель (фиг. 280) состоит из следующих основных частей: рабочего оборудования, двигателя, трансмиссии, системы управления и шасси автомобиля. Привод ходового оборудования и рабочих органов осуществляется от одного общего двигателя, дизеля 2Д6, мощностью 150 л. с., который устанавливается на шасси автомобиля позади кабины водителя. Привод ходовой части снегоочистителя Д-262 на шасси ЗИЛ-151 осуществляется через посредство незамкнутой регулируемой гидромуфты, обеспечивающей бесступенчатое изменение рабочих скоростей в 1—2,5 раза при постоянном числе оборотов двигателя.
Шнеко-роторный снегоочиститель на шасси автомобиля МАЗ-502 со всеми ведущими осями имеет три горизонтальных шнека. Привод рабочего оборудования осуществляется от двигателя Д-12 мощностью 300 л, с., установленного в задней части грузовой платформы автомобиля. Привод ходового оборудования осуществляется от транспортного двигателя мощностью 150 л. с. Производительность снегоочистителя достигает 2000 m/час и более.
В целях обеспечения более устойчивой работы у некоторых моделей ротор смещается вправо от продольной оси машины. При этом правая часть шнеков выполняется двухзаходной, левая — одно-заходной.
Щнеко-роторные снегоочистители с поперечными шнеками имеют следующие существенные недостатки: шнек, который является транспортирующим органом, плохо работает в качестве режущего органа, особенно в уплотненном снегу; система шнеков оказывает большое сопротивление снегу; так как шнеки перемещают снег главным образом в поперечном направлении, то в центральной части снег излишне уплотняется; движение снега в продольном направлении от центра к лопастям ротора протекает менее интенсивно, что снижает к. п. д. шнеко-роторного оборудования. Применение шнеков с отбрасывающимися лопастями в центральной части несколько повышает эффективность рабочего оборудования.
Для погрузки снега в транспортные средства роторные снегоочистители оборудуются специальным погрузочным устройством (фиг. 281), которое представляет лоток изогнутой формы, нижний конец которого соединяется с направляющим патрубком кожуха ротора.
В транспортном положении лоток складывается.
Некоторые модели шнекороторных снегоочистителей оборудованы метателями типа спирального ротора (фиг. 281). Рабочий орган такого типа имеет вид двухзаходного шнека диаметром 600 мм. Виткам шнека в центральной части придается форма лопастей. Для обеспечения равномерного выброса снега витки правого и левого участков фрезы сдвинуты одни относительно других по окружности на угол п/2 так, что в средней части фреза имеет вид четырехлопастного ротора. Работа спирального ротора протекает следующим образом: снег, фрезеруемый витками спирали, вращающейся с числом оборотов 560 в минуту, перемещается к центру и четырьмя лопастями отбрасывается через направляющий аппарат в сторону или в транспортные средства. Производительность снегоочистителя 120—240 т/час. Шнеко-роторный агрегат такого типа выпускается со встроенным двигателем мощностью 35 л. с. для установки на тягаче, имеющем механизм подъема, грузоподъемностью до 800 кг.
Плужно-роторные снегоочистители оборудуются рабочим органом роторного типа в виде вращающейся на консольном валу ступицы с радиально направленными лопастями (торцовый ротор). Передняя часть радиальных лопастей в современных моделях роторных снегоочистителей загибается по направлению вращения ротора и имеет вид развитой, выступающей перед корпусом поверхности (см. фиг. 277, б).
Плуг является каркасом для установки ротора. Co стороны поступления снега корпус ротора открыт и имеет металлическую обшивку, которая выполняет функции направляющего аппарата для снега, находящегося вне сферы действия ротора. Обшивке придается форма конической поверхности отдельно для каждого роторного колеса. Компактность рабочего органа такого типа позволяет расположить его ближе к передней оси машины и уменьшить нагрузку на переднюю ось. Малый вес и короткая выступающая часть рабочего оборудования обусловливают хорошую управляемость в работе и повышенную транспортную скорость. Крупными недостатками плужно-роторного снегоочистителя являются повышенное лобовое сопротивление, которое оказывает направляющая обшивка ротора при движении в снегу, и малая эффективность при разработке твердого снега. Снегоочистители такого типа широко используются при разработке мягкого и рыхлого снега. В целях повышения эффективности снегоочистителя при разработке прочного снега перед ротором устанавливают специальные разрыхляющие устройства.
Плужно-роторный снегоочиститель с разрыхляющим устройством выпускается нашей промышленностью на базе трактора мощностью 140 л. с. (см. фиг. 277, а). Особенностью снегоочистителя является наличие рыхлящего вала, позволяющего обрушать снег, высота которого значительно превышает высоту рабочего органа, а также разрабатывать снежные заносы с плотностью снега 0,5—0,6 г/см3.
Некоторые снегоочистители оборудуются специальными рыхлителями пропеллерного типа (см. фиг. 277, г). Пропеллерные ножи, общая длина которых несколько больше диаметра ротора, укрепляются на консольном валу ротора и имеют одинаковое с ним число оборотов. Разрыхляющее устройство такого типа не затрудняет поступления снега к ротору.
Рабочий орган навешивается на серийный грузовой автомобиль грузоподъемностью 6—8 т, с двумя ведущими осями, с дизелем мощностью 140—180 л. с. Привод роторов осуществляется от дизеля мощностью 220 л. с., с воздушным охлаждением. Трансмиссия привода роторов состоит из сухого дискового сцепления, управляемого из кабины посредством гидроцилиндра, трехступенчатой коробки передач, системы карданных валов и цепной трехрядной передачи в масляной ванне. Управление рабочими органами гидравлическое. В рабочем положении рабочий орган опирается на два пневматических колеса. Трансмиссия автомобиля дополняется редуктором с двумя передачами для создания замедленной поступательной скорости до 1,2 км/час.
Снегоочиститель такого типа по данным фирмы обладает производительностью до 3600 т/час при дальности отбрасывания от 5 до 35 м при расчистке снежного покрова средней твердости. Машина широко используется для зимнего содержания аэродромов и шоссейных дорог.
1 Фирмы «Бейлхак» (ФРГ).
Фрезерные снегоочистители оборудованы поперечной фрезой с горизонтальной осью вращения. Рабочий орган фрезерного типа хорошо разрабатывает твердый снег, прочность которого достигает прочности льда и разработка которого другими органами невозможна.
Схема устройства фрезерного снегоочистителя с гусеничным ходовым оборудованием и дизель-электрическим приводом представлена на фиг. 282. Рабочее оборудование (фиг. 283) включает фрезерный барабан, направляющий корпус и отбрасывающие патрубки. Фреза состоит из правого и левого барабанов с укрепленными на них режущими и метательными лопастями. Режущие лопасти расположены по винтовым линиям и загнуты вперед по направлению вращения фрезы так, что режущая кромка составляет с обрабатываемой поверхностью снега благоприятный угол резания 25—35°.
Дизель-электрический привод включает дизель мощностью 165 л. с., генератор постоянного тока 70 квт, и два ходовых электродвигателя по 30 квт. Привод фрезерного барабана осуществляется непосредственно от дизеля через цилиндрический и конический редукторы, с общим передаточным числом 1:4,985. Число оборотов фрезы 295 в минуту. Привод гусеничного ходового оборудования осуществляется от ходовых электродвигателей постоянного тока через посредство бортового цилиндрического и червячного редукторов. Электродвигатели допускают регулирование числа оборотов в пределах от 1320 до 2800 об/мин. Привод осуществляется индивидуально на каждую гусеницу. Дизель-электрический привод обусловливает бесступенчатое изменение скоростей движения и способствует рациональному использованию моторесурсов.
Крупными недостатками рабочего органа такого типа является значительный расход мощности при работе в мягком снегу на излишнее уплотнение снега и потери скорости снежной струи в направляющем патрубке. При отбрасывании снега в сторону снежная струя по выходе из метателя должна поворачиваться в плане на 90°. Как показывают исследования, поворот массы снега на выходе из метателя уменьшает дальность отбрасывания на 50%.
Возможность разрабатывать снег высокой прочности способствует широкому развитию фрезерных снегоочистителей. Современные модели фрезерных снегоочистителей выполняются, как правило, навесными, что позволяет их легко монтировать и демонтировать.
Фрезерно-роторные снегоочистители оборудуются двумя рабочими органами. Большое распространение получили снегоочистители, имеющие в качестве режущего органа горизонтальную фрезу ленточного типа, а в качестве отбрасывающего органа — ротор.
Ленточная фреза оказывает малое сопротивление прохождению снега к ротору. Привод фрезы осуществляется от малогабаритного редуктора с конической парой шестерен, расположенной в центральной части вала фрезы. Приводной вал редуктора проходит через ось ротора. Такое конструктивное решение освобождает боковые опоры фрезы от сложного приводного механизма.
Фрезерно-роторный снегоочиститель Д-509 на тракторе "Беларусь" (фиг. 284) выпускается Советом народного хозяйства Белоруссии. Снегоочиститель предназначен главным образом для работы в городских условиях и оборудован направляющим поворотным кожухом и ленточным транспортером для погрузки снега в транспорт. На уборке снега средней твердости снегоочиститель имеет производительность 200 м3/час при работе на выброс и 150 м3/час при погрузке снега в транспорт.
Имеются фрезерно-роторные снегоочистители, оборудованные двумя фрезами барабанного типа с вертикальными осями вращения. Достоинством этих снегоочистителей является возможность получения желаемой высоты разработки снежного покрова посредством установки фрез требуемой длины при постоянной ширине захвата.
Основными недостатками фрезерно-роторных снегоочистителей являются сложность конструкции, большие размеры и вес рабочих органов.
Рабочий орган фрезерно-роторного типа получает распространение как навесное оборудование на одноосные самоходные тягачи с ручным управлением для выполнения работ малого объема. Снегоочистители оборудуются одним двигателем мощностью от 6 до 25 л.с., который используется как для привода ротора, так и для привода ходового оборудования.