RU2700461C1

RU2700461C1 - Device for removal of snow-ice layer from road surface

Info

Publication number: RU2700461C1
Application number: RU2018139413A
Authority: RU
Inventors: Николай Валерьевич Протасов; Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Михаил Васильевич Канделя
Original assignee: Николай Валерьевич Протасов
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-09-17

Abstract

FIELD: ice-breaking equipment.

SUBSTANCE: invention relates to ice-breaking, particularly, to removal of snow-ice layer from road surfaces. Device for removal of snow-ice layer from road surface consists of discs having cutting edges and installed on two mating at an angle α <180° of axis. Discs cutting edges are wavy, and discs on axes provide their synchronous rotation and co-direction of waviness corrugation. At the same time discs have shape of ellipses with their co-directional larger semi-axles, and axes are interconnected by means of gimbal gear.

EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of road surfaces cleaning from snow-ice layer by periodically varying normal and tangential stresses.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относиться к области ледотехники, в частности к удалению с дорожных покрытий снежно-ледяного наката.The invention relates to the field of ice engineering, in particular to the removal of snow and ice from road surfaces.

Уровень техники известен из решения (1 RV 2390602 С2), в котором для удаления с поверхности аэродромных и твердых дорожных покрытий ледяного и снежного накатов используется устройство, выполненное в виде дисковых ножей, насаженных на две оси, концы которых при помощи подшипников закреплены каждая на своей раме. Рамы по одним торцам шарнирно соединены друг с другом и заключены в общий каркас, на котором жестко с ним закреплен вибратор, способный возбуждать вертикальные и горизонтальные колебания устройства. Рамы оснащены приспособлениями, позволяющими устанавливать их под углом друг к другу в горизонтальной плоскости, а дисковые ножи выполнены с возможностью пассивно вращаться и катиться по поверхности покрытия от действия толкающего их усилия и сил трения, возникающих в местах контакта ножей с поверхностью покрытия, при этом устройство установлено впереди ножа грейдера, толкающего устройство.The prior art is known from a solution (1 RV 2390602 C2), in which a device made in the form of circular knives mounted on two axes, the ends of which are mounted on bearings with each bearing, is used to remove ice and snow from the surface of airdrome and hard road surfaces frame. The frames at one end are pivotally connected to each other and enclosed in a common frame on which a vibrator is rigidly attached to it, capable of exciting vertical and horizontal vibrations of the device. The frames are equipped with devices that allow them to be installed at an angle to each other in the horizontal plane, and the disk knives are made with the ability to passively rotate and roll along the surface of the coating from the action of the pushing force and friction forces that occur at the contact points of the knives with the coating surface, while the device mounted in front of the grader blade pushing the device.

Недостатком устройства является сложность конструкции из-за необходимости заключения рам в общий каркас и жесткого закрепления на нем вибратора. При такой конструкции для создания вертикальных и горизонтальных колебаний устройства, увеличивающих сдвиговые деформации, т.е. касательные напряжения в накате, повышающие эффективность его разрушения, вибратору придется трясти не только рабочие органы (дисковые ножи), но и все устройство в целом. Очевидно, что это потребует при работе устройства соответствующих дополнительных энергозатрат.The disadvantage of this device is the design complexity due to the need to enclose the frames in a common frame and rigidly fix the vibrator on it. With this design, to create vertical and horizontal vibrations of the device, increasing shear deformation, i.e. tangential stresses in the coast, increasing the efficiency of its destruction, the vibrator will have to shake not only the working bodies (disk knives), but the whole device. Obviously, this will require the corresponding additional energy consumption during the operation of the device.

Сущность изобретения заключается в упрощении конструкции устройства.The essence of the invention is to simplify the design of the device.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности удаления наката с дорожного покрытия.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of removal of coasting from the road surface.

Очевидно, что благодаря эллипсовидной форме дисков в накате будут возникать периодически изменяющиеся вертикальные нагрузки. Сопряжение осей под углом α<18° и волнистость режущих кромок дисков так же приведут к периодическим изменениям действующих на накат и горизонтальных нагрузок. Возникающие при этом периодически изменяющиеся нормальные и касательные напряжения уменьшат по сравнению с аналогом уменьшат необходимые для разрушения наката нагрузки, что, соответственно, облегчит удаление наката с поверхности дорожного покрытия, т.е. повысит энергоэффективность работ.Obviously, due to the ellipsoidal shape of the disks in the coast, periodically changing vertical loads will occur. The conjugation of the axes at an angle α <18 ° and the waviness of the cutting edges of the disks will also lead to periodic changes in the rolling forces and horizontal loads. Periodically changing normal and tangential stresses arising in this case will decrease the load necessary for breaking down the runoff as compared with the analog, which, accordingly, will facilitate the removal of the runoff from the surface of the road surface, i.e. will increase the energy efficiency of work.

Существенные признаки, характеризующие устройство.The essential features that characterize the device.

Ограничительные: устройство для удаления с дорожного покрытия снежно-ледяного наката, включающее в себя диски, имеющие режущие кромки и насаженные на две сопряженные под углом α<180°.Restrictive: a device for removing snow and ice from a road surface, including disks having cutting edges and mounted on two mated angles α <180 °.

Отличительные: режущие кромки дисков выполнены волнистыми, при этом крепление дисков на осях обеспечивает их синхронное вращение и сонаправленность гофров волнистости, сами диски имеют форму эллипсов с их сонаправленными большими полуосями, а оси соединены между собой при помощи карданной передачи, а для обеспечения поступательной скорости устройство прикреплено к транспортному средству.Distinctive: the cutting edges of the discs are made wavy, while the mounting of the discs on the axes ensures their synchronous rotation and co-directionality of the corrugations of the corrugation, the discs themselves are elliptical with their co-directional semi-major axes, and the axles are interconnected by means of a cardan drive, and to ensure translational speed, the device attached to the vehicle.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

По поверхности дорожного покрытия со снежно-ледяным накатом буксируют, например, при помощи транспортного средства, устройство, включающее в себя диски, имеющие форму эллипсов и волнистые режущие кромки, диски насажены на две сопряженные под углом α<180° оси, которой с помощью устройства можно изменить в зависимости от характеристик наката. Диски способны пассивно вращаться от буксирующего их усилия и сил трения возникающих между кромками дисков и поверхностью покрытия. За счет, например собственного веса устройства и ориентации осей по отношению друг к другу под углом α<180°, в накате будут возникать нормальные N и касательные Т усилия. В результате накат будет разрушаться за счет их одновременного воздействия.For example, by means of a vehicle, a device including disks having the shape of ellipses and wavy cutting edges is towed along the surface of a road surface with snow and ice, the disks are mounted on two axles mated at an angle α <180 °, which using the device can be changed depending on the characteristics of the coast. Disks are able to passively rotate from the towing force and friction forces arising between the edges of the disks and the surface of the coating. Due to, for example, the dead weight of the device and the orientation of the axes with respect to each other at an angle α <180 °, normal N and tangential T forces will arise in the coastline. As a result, the run will be destroyed due to their simultaneous impact.

Очевидно, что периодичность приложения динамических вертикальных (нормальных напряжений) и горизонтальных нагрузок (касательных напряжений) существенно увеличит их интенсивность.Obviously, the frequency of application of dynamic vertical (normal stresses) and horizontal loads (shear stresses) will significantly increase their intensity.

Для обеспечения периодичности горизонтальных нагрузок, действующих на накат, режущие кромки дисков выполнены волнистыми, при этом крепление дисков на осях обеспечивает их синхронное вращение и сонаправленность гофров волнистости. В целях обеспечения периодичности вертикальных нагрузок диски имеют форму эллипсов с сонаправленными большими полуосями. Соединение осей карданной передачей обеспечит синхронность их вертикальных колебаний, что уменьшит буксирующее устройство усилие за счет повышения устойчивости его движения (уменьшение рыскливости). Сонаправленность гофров волнистости и больших полуосей эллипсов позволит всем дискам одновременно создавать сдвиговые деформации фрагментам наката, находящимся между дисками, в одном направлении. Это так же уменьшит разрушающие накат нагрузки. В результате энергозатраты на разрушение наката по сравнению с аналогом уменьшается, что позволит достичь заявленный технический результат.To ensure the periodicity of horizontal loads acting on the run, the cutting edges of the disks are made wavy, while mounting the disks on the axes ensures their synchronous rotation and co-directionality of the corrugations of the waviness. In order to ensure the periodicity of vertical loads, the disks are in the form of ellipses with co-directional large semi-axes. The connection of the axles by a cardan transmission will ensure the synchronism of their vertical vibrations, which will reduce the towing device force by increasing the stability of its movement (reducing yaw rate). The co-directionality of the corrugations of the undulation and the semi-major axes of the ellipses will allow all the disks to simultaneously create shear deformations of the rolling fragments located between the disks in the same direction. It will also reduce the load-breaking loads. As a result, the energy consumption for the destruction of the runoff compared with the analogue is reduced, which will achieve the claimed technical result.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид на устройство сверху; на фиг. 2 - вид по сечению А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид позиции 3 на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение С-С на фиг. 3.The invention is illustrated graphically, where: in FIG. 1 shows a top view of the device; in FIG. 2 is a view along section AA in FIG. one; in FIG. 3 is a view of position 3 in FIG. 2; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 3; in FIG. 5 is a section CC in FIG. 3.

На дорожном покрытии 1 с накатом 2 размещено устройство, включающее в себя диски 3, насаженные на оси 4 (фиг. 1-5) и сопряженные под углом α<180° (фиг. 1), который с помощью устройства 6 можно изменять в зависимости характеристик наката 2 (фиг. 1). С этой целью устройство 6 включает в себя и элементы в виде винтовых сопряжений 7 и цилиндрических шарниров 8. К карданной передаче 9 прикладывается буксирующие усилие Р от транспортного средства (на фиг. не показан). При движении транспортного средства за счет собственных сил тяжести устройства в накате возникнут нормальные усилия N, а за счет угла атаки а -касательные усилия Т (фиг. 1, 2). Это приведет к разрушению наката 2 до обломков 10 (фиг. 1, 2). Периодичность приложения N и Т увеличит их интенсивность, что позволит достичь заявленный технический результат.On the road surface 1 with runoff 2 there is a device including disks 3 mounted on an axis 4 (Fig. 1-5) and conjugated at an angle α <180 ° (Fig. 1), which using device 6 can be changed depending characteristics of the run 2 (Fig. 1). To this end, the device 6 also includes elements in the form of screw mates 7 and cylindrical hinges 8. A towing force P from the vehicle is applied to the cardan gear 9 (not shown in FIG.). When the vehicle is moving due to the device’s own gravity, normal forces N will appear on the coast, and due to the angle of attack a, tangent forces T (Fig. 1, 2). This will lead to the destruction of the coast 2 to the wreckage 10 (Fig. 1, 2). The frequency of application of N and T will increase their intensity, which will achieve the claimed technical result.

Claims

1. A device for removing snow and ice from a road surface, including disks having cutting edges and mounted on two axles mated at an angle α <180 °, characterized in that the cutting edges of the disks are made wavy, while mounting the disks on the axes ensures their synchronous rotation and co-directionality of the corrugations of the corrugation, the disks themselves are elliptical with their co-directional large axles, and the axles are interconnected by means of a cardan drive.

2. The device according to p. 1, characterized in that to ensure translational speed the device is attached to the vehicle.