Курсы валют ЦБ РФ

 Коммунальная техника для очитки дорожного полотна от снега и льда
 

М.Н. Гатитулин, С.Д. Сметанин, А.С. Дувакин, Ю.Н. Стрельцов

 

Уборка и содержание  тротуаров и дорог в рабочем состоянии осуществляется    коммунальными и дорожными хозяйствами города. В зимнее  время определенные трудности  вызваны снегопадами и их последствиями- образованием снежных заносов.  Несвоевременная  уборка  приводит к уплотнению  и обледенению снега на тротуарах  пешеходами. Большие перепады температур в весеннее время способствуют образованию на пешеходных дорожках наледей, что также затрудняет безопасное передвижение пешеходов.

Для борьбы с ледяным покрытием автодорог и тротуаров используются различные соли и химикаты, применение которых приводит к загрязнению окружающей среды, негативно отражается на сроке эксплуатации автомобилей и обуви пешеходов. Механическое удаление льда ломами, скребками и другими ручными ударными инструментами требуют значительных физических усилий, они малопроизводительны и повреждают  асфальтовое покрытие.  Использование специальной техники неэффективно из-за разрушительного воздействия рабочих органов машин на покрытие дорог и взлетно-посадочных  полос.

На основании проведённого анализа выявлены следующие недостатки существующих способов удаления снега и льда:

- невозможность полного удаления льда с поверхности тротуаров, что приводит к повторному образованию ледяного слоя ещё меньшей толщины;

- отсутствие специальных устройств  для очистки тротуаров и дорог ото льда без их повреждения;

- высокая стоимость применяемых механических устройств.

Для устранения перечисленных недостатков по обслуживанию дорожного городского хозяйства разработан аппарат ротационного резания  для  механизации  работ по очистке  тротуаров и дорог  от наледей и уплотненного снега  без повреждения дорожного полотна. Предлагаемая коммунальная техника будет оснащена рабочими органами в виде ротационных фрез. Принцип работы ротационных инструментов основан на теоретических исследованиях по механике планетарных механизмов, в которых взаимодействие круглых режущих лезвий с обрабатываемой поверхностью рассмотрено как условная фрикционная кинематическая передача. Режущие элементы круглой формы совмещают функции фрикционной передачи и процессов резания, а силы трения, возникающие в процессе резания, вращают круглый режущий элемент и уменьшают износ режущего лезвия. Положительный эффект при  рабочем воздействии  на дорожное полотно  в режимах его сохранности при разрушении льда достигается за счет  контакта  определенным участком циклоидальной траектории движения вершины режущего лезвия  относительно  дорожного полотна и оптимальной геометрии его режущего клина. Как вариант, возможно  нанесение противоскользящего рельефа как на уплотненный  снег  или лед, так и  на дорожное полотно. В последнем случае это будет способствовать увеличению  сроков  между капитальными ремонтами дорог.  Нанесение системы микронеровностей на полотно взлетно-посадочных полос  и крутых поворотов автодорог улучшит условия их безопасной эксплуатации. Новизна и значимость разработки подтверждена наградами выставок и конкурсов инновационных проектов. По теоретическим основам за последние 3 года опубликовано несколько статей, получено 5 патентов. На российских и международных выставках получено 4 медали и более 10 дипломов.

С помощью имеющихся в наличии  опытных  ротационных фрез, являющихся основой разрабатываемого аппарата и служащих для изучения процесса резания в лабораторных условиях  изготовлен и испытан  на ООО «Пресс», г. Невьянск (Свердловская обл.) пилотный  образец  ледорубной машины под условным названием  ледорубная  машина с ручным передвижением (рис. 1).

 

Рис. 1. Пилотный образец

 

По результатам выполнения комплекса работ  планируется разработать следующие  технологические приемы по содержанию тротуаров, автодорог и взлетно-посадочных полос:

- очистка тротуаров (дорог)  от  уплотненного снега за один или несколько проходов,

- очистка тротуаров (дорог, взлетно-посадочных полос)  ото льда,

- нивелирование зеркала льда  катка, хоккейной коробки, ледовой горки, ледовых новогодних сооружений и т. д.,

-  очистка тротуаров в зимнее и летнее время от мусора,

- нанесение канавок, шероховатостей  на  дорожное полотно и для повышения сцепления колеса с асфальтом, бетоном, для  направленного стока воды,

- зачистка, удаление  или нанесение  дорожной разметки,

- снятие до 20 мм.  асфальтового или бетонного полотна при малом ремонте дорог.

Разработка  математической  модели  работы  аппарата  в режимах измельчения  льда,  удаления  льда и (или) мусора   из рабочей зоны, срезание до 20 мм слоя асфальта  и других твердых дорожных покрытий позволит на проектном уровне назначать параметры ротационных инструментов, режимов  работы ими и оптимизировать технические параметры специализированных сменных модулей для автотракторной техники.

Разработка и внедрение ручных и универсальных прицепных модулей ротационного резания для уборки снега, льда и производства малого ремонта дорожного полотна позволит создать новую линейку коммунально-дорожной техники, обладающую более высокой производительностью и качеством выполняемых работ, уменьшить или исключить применение ручного труда. Срок службы модулей и его сменных режущих чашек более продолжительный, и будет исчисляться месяцами и годами, а не часами или сменами, как у его аналогов – холодных фрез.

Практическая актуальность задач, решаемых в рамках проекта, позволит уменьшить или исключить применение химикатов, их вредное воздействие на природную среду при содержании дорожного и городского хозяйства и улучшит условия безопасного передвижения пешеходов, автотранспорта, взлета или посадки воздушных судов.

 

Библиографический список

 

1. Мазеин, П.Г. Ротационное фрезерование асфальта / П.Г. Мазеин, Д.А. Кацай, С.Д. Сметанин // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион. сб. науч. тр. Вып. 8. – Магнитогорск: Изд-во ГОУ ВПО МГТУ, 2009. – С. 61 – 66.

2. Шаламов, В.Г. Кинематика ротационного и традиционного фрезерования / В.Г. Шаламов, С.Д. Сметанин, М.Н. Гатитулин // Известия Челябинского научного центра УрО РАН, 2009-3. – С. 13 – 17. - http://www.csc.ac.ru/ej/file/4716.

3. Давлетшин, И. Планетарные фрезы: инновация в сфере производства режущих модулей для дорожно-строительной техники // Урал Трак. – 2008. – № 14. – С. 26–30.

 

УДК 621.9

 

Гатитулин, М.Н. Коммунальная техника для очистки дорожного полотна от снега и льда / М.Н. Гатитулин, С.Д. Сметанин, А.С. Дувакин, Ю.Н. Стрельцов // Прогрессивные технологии в машиностроении: сб. науч. тр. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2011.

 

Проанализированы существующие способы удаления снега и льда. Показан принцип действия, преимущества ледорубной машины с ручным управлением и состояние работ по проекту.

 

Ил. – 1, список лит. – 3 назв.