Введение
Снегопады являются одной из острых проблем особенно в условиях города, где большее скопление транспорта. Обильные осадки снега на дорогах приводят к заторам и затруднению передвижения транспорта, что является серьезной проблемой на большой территории Казахстана.
В зимнее время коммунальное хозяйство города испытывает максимальные нагрузки, связанные с уборкой снега и льда. Удаление снежных валов, образующих в результате проезжай части, наиболее трудоемкая работа, которая требует особой оперативности и больших технических и материальных средств. Содержание и уборка городских улиц является важным фактором нормального функционирования любого города.
Кроме того, снег является фильтром - накопителем химических и других
загрязняющих веществ. В крупных городах загрязнение снега усиливается из-за
отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу автомобилями, заводскими и
городскими теплоэнергетическими установками, работающими на углеводородномтопливе. Таким образом, снег является не только причиной заторов на улицах, но инакопителем вредных веществ.
Решением данной задачи является, так называемый, «традиционный метод» уборкиснега, который заключается в вывозе снега с городских территорий и накопление его вотвалах. Эта технология снегоуборки имеет недостатки: во-первых, перевозка снегатребует больших затрат на транспортирование к месту снежных свалок; во-вторых, снегпродолжает до полного таяния собирать вредные вещества, которые после таяния попадутв почву, грунтовые воды или водоемы
Обзор и анализ существующих конструкции снегоуборочных машин.
Анализ конструкции и способов уборки снега.
Снегопады являются одной из острых проблем особенно в условиях города, гдебольшее скопление транспорта. Обильные осадки снега на дорогах приводят к заторам изатруднению передвижения транспорта, что является серьезной проблемой на большойтерритории Казахстана. Существуют различные виды снегоочистки, которые зависят отфизико-механических свойств снега и вида снегоотложений. К таким видам относятсяхимический метод борьбы с обледенелыми поверхностями. В настоящее время около 55%магистральныхдорог обрабатывается раствором хлористого магния. Благодаряхимическим средствам оттаивания можно освободить дороги от снега и льда. В зимнеевремя коммунальное хозяйство города испытывает максимальные нагрузки, связанные с
уборкой снега и льда. Удаление снежных валов, образующихся в результате расчисткипроезжей части, наиболее трудоѐмкая работа, которая требует особой оперативности ибольших технических и материальных средств. Содержание и уборка городских улицявляется важным фактором нормального функционирования любого города. К примерупротяженность автомобильных дорог города Караганды составляет 973 километра и этотпоказатель ежегодно возрастает особенно с реализацией расширения программыгородского строительства.
Рисунок 1.1 – Традиционный метод уборки снега
При этом ежедневный выход техники в зимнее время в среднем свыше 300 единицы до 350-360 дорожных рабочих. Каждые сутки вывозится от 5 тысяч до 8 тысяч м3снежной массы.
Территория Казахстана расположена в лесостепной, степной, полупустынной ипустынной зонах с резко континентальным климатом. В северной половине Казахстанавысота снежного покрова достигает 50 см, а в Восточно-Казахстанской, области даже 90см. Скорости ветров в зимний период достигают 24 и даже 34 м/сек. Все это приводит кбольшим объемам приносимого к дорогам снега.
Наличие на проезжей части дороги слоя снега с плотностью до 400кг/м3 при сухомснеге, вызывает увеличение сопротивления качению и отсюда, как следствие, снижениескоростей движения транспорта. Количественные значения влияния скоростей взависимости от толщины слоя снегаприведены на рисунке1.2
Рисунок 1.2- Зависимость скоростного движения автомобилей от толщены ненарушенного слоя снега
1-Легковые автомобили; 2- легковые грузовые; 3- грузовые;
Кроме того, снег является фильтром - накопителем химических и другихзагрязняющих веществ. В крупных городах загрязнение снега усиливается из-за
отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу автомобилями, заводскими и
городскими теплоэнергетическими установками, работающими на углеводородномтопливе. Таким образом, снег является не только причиной заторов на улицах, но инакопителем вредных веществ.
Решением данной задачи является, так называемый, «традиционный метод» уборкиснега, который заключается в вывозе снега с городских территорий и накопление его вотвалах. Эта технология снегоуборки имеет недостатки: во-первых, перевозка снегатребует больших затрат на транспортирование к месту снежных свалок; во-вторых, снегпродолжает до полного таяния собирать вредные вещества, которые после таяния попадутв почву, грунтовые воды или водоемы.
Следовательно, возникает вопрос о необходимости разработки новой более
рациональной и эффективной технологии утилизации снега при очистке городских улиц.Такой технологией может стать использование мобильных установок дляпринудительного плавления снега, что будет являться значительным ресурсосберегающими природоохранным методом.
Метод плавления снега уже используется в таких странах как США, Канада иРоссия, что лишний раз подтверждает выгодность данной технологии и целесообразностьеѐ использования. Ведь ни для кого не секрет, что каждая из этих стран использует самыелучшие, самые современные и экономически выгодные технологии в различных сферахдеятельности, включая транспортно - дорожную отрасль.
Рисунок 1.3 –Лаповый снегопогрузчик в тандеме с грузовиком
Для очистки дорог от снега применяют два основных вида снегоочистительныхмашин: а) машины сдвигающего действия - плужные снегоочистители; б) машиныотбрасывающего действия - роторные снегоочистители.
Наиболее быстро и с наименьшими затратами снег с дороги можно удалить
плужными снегоочистителями. Различают навесные и прицепные плужныеснегоочистители. Современная служба зимнего содержания дорог применяет
преимущественно навесные плужные снегоочистители. Плуги такого типа, навешиваемыеспереди машины-тягача, укрепляют так, что они при транспортировке могут подниматься.Прицепные плужные снегоочистители используются только для второстепенных целей:ими убирается снег лишь незначительной высоты, так как машина-тягач должна двигатьсяпо неочищенной от снега проезжей части.
Плужные снегоочистители выпускают различных размеров, причем ширину
захвата плугов в основном устанавливают в зависимости от ширины имеющихся в
распоряжении машин-тягачей. Отвал должен быть минимум на 40 см шире габаритамашины-тягача, чтобы ее колеса на кривых двигались по очищенной от снега проезжейчасти. Для тяжелых машин-тягачей максимальная ширина, согласно техническимправилам дорожного движения в ГДР, может быть 2,5 м. Навешиваемые на них плуги,таким образом, должны иметь ширину не менее 2,9 м. Более широкие плуги обычно неприменяют, так как с ростом ширины увеличивается собственный вес, растет потребноетяговое усилие, уменьшается маневренность снегоуборочных машин. Толщина слоя снега,который можно убирать с помощью снегоочистителя, зависит от силы тяги машины-тягача, а также от конструкции корпуса плуга. Навесными двухотвальнымиплужнымиснегоочистителями убирают обычно слои снега большей толщины, чемсоответствующими одноотвальными плужными снегоочистителями. Двухотвальныеплужные снегоочистители в зависимости от размера отвала и свойств снега целесообразноприменять при толщине слоя снега от 50 до 100 см. При использовании одноотвальныхснегоочистителей максимальная толщина убираемого слоя снега находится в пределах20—40 см. Рабочая скорость современных навесных плужных снегоочистителейсоставляет до 40 км/ч.
Рисунок 1.4- Схематическое изображение рабочих органов снегоочистителей
а) фрезерный б) роторный в) шнеко-роторный г) фрезерно-роторный
При большой ширине полосы снегоочистки, например на автомагистралях, кнавесным плужным снегоочистителям подсоединяют боковое крыло уширения с
гидравлическим подъемным устройством. Боковое крыло уширения можно применятьтакже для устранения снежных валов, образующихся при патрульной снегоочистке дорог.Это, однако, возможно только там, где на полотне дороги нет ни деревьев, ни столбов,которые препятствуют такой снегоочистке.
Для патрульной снегоочистки в основном применяют поворотные одноотвальныеплужные снегоочистители; они экономичнее, чем двухотвальные. Одноотвальныеплужные снегоочистители, в отличие от двухотвальных, при соответствующей высотеслоя все время могут работать полной шириной плуга. Двухотвальные снегоочистителитолько при первом проходе могут расчищать дорогу на полную ширину плуга.
Рисунок 1.5 – Схематическое изображение предохранительных устройств плужных снегоочистителей
а) установка срезного штифта на предохранительном устройствеоткидного отвала;б)установка срезного штифта на предохранительном устройствеоткидного ножа отвала;в)предохранительное устройство в виде подпружиненногоножа;г)пружинное предохранительное устройство откидного отвала;д)тросовоепредохранительное устройство; е)пружинное предохранительное устройство для ножас малым углом резания
Комбинированные плужные снегоочистители, которые в зависимости от условиймогут быть использованы как двухотвальные или одноотвальные, изготовляют пока ещеочень редко; для них не удается создать отвал оптимальной формы. Одноотвальныеплужные снегоочистители используются для полной очистки дороги от снега (доповерхности покрытия), и вследствие этого они работают в условиях повышеннойопасности (возможен наезд на препятствия, крышки коллекторов и др.). Такиеснегоочистители обязательно оборудуются предохранительными устройствами. Дляудаления рыхлого снега (а эта задача становится особенно актуальной при химическомспособе борьбы с гололедом и зимней скользкостью на дорогах) оправдало себяприменение вместо металлических ножей специальных ножей из резины илисинтетического материала. Благодаря применению особо износостойких материаловдостигается долговечность, в некоторых случаях более высокая, чем у износостойкихсортов стали.
Для предупреждения попадания удаляемого снега на стекла кабины водителя приснегоочистке с большой скоростью на плугах сверху устанавливают отражательныещитки.
Рисунок 1.6 – Пружинные предохранители одноотвального плуга
Установка плуга в рабочем и транспортном положении (подъем и опускание плуга)в настоящее время осуществляется исключительно из кабины водителя. У всех большихплугов применяются пневматические и гидравлические подъемные устройства с приводомот транспортной машины. Имеются плужные снегоочистители, у которых поворот плуга вплане осуществляется гидравлически.
Однако это удорожает конструкцию и необходимые для этого затраты
оправдываются только там, где из-за местных условий приходится часто менять уголустановки плуга в плане.
Новыми являются так называемые устройства быстрой навески плуга, у которыхплита машины и плита плуга соединяются вместе при помощи быстродействующегозатвора. Это делается после того, как плита плуга посредством заранее соединенногоподъемного устройства установлена на необходимую высоту навески.
Рисунок 1.7 – Подвеска навесного плуга снегоочистителя с опорным колесом
Роторные снегоочистители значительно сложнее и дороже плужных. Однако онинеобходимы для некоторых видов снегоочистительных работ.
Боковые валы, образующиеся при расчистке снега плужными снегоочистителями,являются причиной появления снежных заносов на проезжей части дороги. Поэтому присильных снегопадах необходимо, убирая снег с дороги, удалить его за пределы дорожногополотна, по возможности широко распределив на некотором расстоянии от бровкидороги. Это можно сделать только роторными снегоочистителями. Под термином«роторные снегоочистители» понимают снегоочистительные машины, у которыхтранспортировка (выброс) снега происходит не как у плужного снегоочистителя толькоблагодаря его движению вперед, а с использованием вращающегося рабочего органа.Дальность выброса снега у роторных снегоочистителей зависит от конструкции и числаоборотов ротора и колеблется между 5 и 30 м.
Дополнительным оборудованием являютсябоковые открылки, увеличивающие ширину захвата снегоочистителя, опорные устройствав виде стальной лыжи или опорных колес, позволяющих отвалу копировать рельеф дорогипри плавающем положении гидроцилиндров подъема, механизм изменения углов резанияи наклона отвала в вертикальной плоскости в соответствии с изменением прочности иплотности снега.
Рисунок 1.8 – Схемы плужных снегоочистителей
а)одноотвальный на автомобиле или колесном тракторе; б) одноотвальныйскоростной с дополнительным открылком; в)плужно – щеточный; г)двухотвальныйтракторный
Отвалы снегоочистителей обеспечиваются предохранительными системами,
предотвращающими поломку снегоочистительного оборудования. Предохранительноеустройство уменьшает динамическую нагрузку на рабочее оборудование снегоочистителяпри наезде отвалом на непреодолимое препятствие (бордюрный камень, крышкуканализационного люка и др.)
Рисунок 1.9 – Схемы плужно-щеточных рабочих органов с интенсифицирующим устройством
а – дополнительные плужки по бокам щетки; б – дополнительный отвал у конца
щетки; в – боковой изгиб ворса; г – газодинамический поддув струи.
Основными частями снегоочистителяявляются: шнекороторный рабочий орган; подвеска рабочего органа; базовое шасси (бездвигателя); силовая установка (двигатель с системами охлаждения и подогрева, питания,воздухоочистки и выпуска газов); трансмиссия привода рабочего органа и ходовой частишасси, состоящая из понижающего редуктора, раздаточного редуктора и карданнойпередачи; надрамник; капот; гидросистема; электрооборудование; установка запасногоколеса, противовеса и механизмы управления. Раздаточный редуктор обеспечивает приснегоочистке движение снегоочистителя на рабочих (пониженных) скоростях и вращениешнеков и ротора рабочего органа; при переездах – транспортные скорости и отключениешнеков и ротора.
Рисунок 1.10 – Шнекороторный снегоочиститель КО-605
1- шнекороторное снегоочистительное оборудование; 2-рама подвески рабочего
оборудования; 3-гидроцилиндры подъема и опускания снегоочистительного
оборудования; 4-трансмиссия привода рабочих органов (ротора, шнеков); 5-шасси
автомобиля; 6-кабина; 7-двигатель; 8-подрамник; 9-капот; 10-установка противовеса; 11-
запасное колесо; 12-лесенка съемная (транспортное и рабочее положение).
Двигатель расположен в загрузочной части шасси автомобиля, закреплен на
надрамнике и закрыт металлическим капотом. Вал сцепления двигателя соединен
карданным валом с ведущим валом понижающего редуктора, второй вал которого двумякарданными валами с промежуточной опорой соединен с ведущим валом раздаточногоредуктора. От ведущего вала раздаточного редуктора осуществлен привод насосагидроусилителя рулевого управления шасси и насоса гидросистемы. От среднеговыходного вала раздаточного редуктора через карданный вал и сцепление у коробкипередач осуществлен привод ходовой части шасси. Нижний вал раздаточного редукторасоединен карданным валом с коническим редуктором рабочего органа. На ведущем валуредуктора рабочего органа посажен ротор, а ведомый вал через карданный вал и цепнуюпередачу передает вращение шнеком.
Рабочий орган при помощи подвески крепится спереди к лонжеронам шасси.Гидроцилиндры подвески обеспечивают подъем и опускание рабочего органа. Повороткожуха ротора гидравлический. При опущенном (рабочем) положении рабочий органкатками опирается на очищаемую поверхность, в поднятом положении он фиксируетсямеханическими крюками. При движении снегоочистителя вперед вращающиеся шнекирабочего органа отделяют снег от снежного массива и подают его к середине рабочегооргана, где находится приемное отверстие ротора.
Для погрузки снега в транспортные средства пред усмотрен погрузочный желоб,который устанавливается на направляющий патрубок кожуха ротора. Погрузкаосуществляются справа по ходу снегоочистителя. Для ограничения дальности отбросаснега при работе вблизи от объектов имеется съемный насадок, который устанавливаетсяна кожух ротора.Рабочий орган снегоочистителя разрушает снежный массив иотбрасывает снег с очищаемый поверхности в сторону.При установке желобаобеспечивается погрузка снега в транспортные средства.
Рисунок 1.11 – Шнекороторные снегоочистительное оборудование
1-корпус; 2-опоры шнеков; 3-ротор; 4-нижний нож; 5-шнек; 6-предохранительная
муфта; 7-карданный вал; 8-редуктор; 9-гидроцилиндр поворота кожуха ротора;10-
боковые ножи; 11-верхние ножи; 12-опорный каток; 13-кожух ротора.
Корпус рабочего органа сварной, состоит из лобового листа, правой и левой
боковин. Левая боковина является одновременно картером цепной передачи. Междулистом и задними уголками установлен кожух, в котором размещается ротор. Боковины илобовой лист корпуса образуют открытую спереди коробку, в которой горизонтально,один под другим, размещены два шнека, установленные в опорах. Опоры шнеков крепятсяк боковинам корпуса. В центре лобового листа корпуса расположено отверстие дляпоступления снега от шнеков к ротору. К нижней части лобового листа прикрепленыболтами с потайной головкой четыре нижних ножа, служащих для подрезания снега сочищаемой поверхности. Ножи выполнены с двусторонней заточкой, что позволяетпереставлять их при затуплении. Опорами для рабочего органа являются катки. Дляобеспечения отброса снега в разные стороны и изменения угла выброса струи кожухвыполнен поворотным цилиндром. Для подрезания стенок забоя к боковинам корпуса
крепятся боковые ножи, а для подрезания и обрушивания верхнего слоя снега при работев забое, превышающем высоту рабочего органа, - верхние ножи.
Заключение:
Практическая работа №2
Тема: Расчет гидравлического привода технологического оборудования коммунальной машины.
Цель: Уметь определять основные параметры привода технологического оборудования
Введение
Типовое проектирование выполняется с целью создания гидроприводов и системгидроавтоматики из нормализованной аппаратуры. При этом обычно ограничиваютсястадией эскизного проектирования, который, в частности, включает в себя: разработкупринципиальной схемы и схемы соединений привода; предварительный расчет основныхпараметров гидропривода; предварительный выбор нормализованной аппаратуры иустройств гидропривода; выбор рабочей жидкости; расчет и выбор гидролиний;определение потерь давления на участках гидросистемы; определение максимальногодавления жидкости на выходе из насоса; определение производительности насоса; выбор
электродвигателя привода насоса; тепловой расчет гидросистемы; проверочный расчетгидропривода.
Перечень параметров, подлежащих расчету, и необходимая точность их определенияустанавливаются конкретно для каждой проектируемой гидросистемы. В последнее времяразработка станочных гидроприводов все чаще выполняется с применением системавтоматизированного проектирования, обеспечивающих не только определение, но иоптимизацию параметров привода.
Выбор рабочей жидкости
В гидравлических системах рабочая жидкость выполняет несколько функций. Онaслужит дня передачи энергии от насоса к потребителю (двигателю), смазки поверхностейтрения внутри гидравлических устройств, предотвращения коррозии и, в результатенепрерывной циркуляции, в значительной степени способствует отводу тепла отисточников его выделения.
В качестве рабочих жидкостей в промышленных гидроприводах преимущественноиспользуют минеральные масла на нефтяной основе.
Основным параметром, по которому производится выбор рабочей жидкости дляпроектируемой гидросистемы, является вязкость. Выбор оптимальной вязкости маслапредставляет известные трудности, так как при этом приходится учитывать противоречивыетребования. При недостаточной вязкости жидкости не удерживается на нагруженныхнесущих поверхностях гидромашин и устройств, в результате чего может возникнуть ихпреждевременный износ. Кроме того, малая вязкость жидкости способствует увеличениювнутренних утечек в системе и ускорению окисления масла. При слишком большойвязкости рабочей жидкости увеличивается мощность, необходимая на преодоление трения,ухудшается всасывающая способность насосов, возможно нарушение теплового режимаработы системы и возникновение кавитации, ухудшается фильтрация.
В промышленных гидроприводах эксплуатируют масла с кинематической вязкостью(10–60)∙10-6 м2/с в диапазоне температур (30–60) 0С. Рекомендуется при рабочем давлениижидкости р≤6,3 МПа. При этом ориентировочное значения р определяется по зависимости:
Па (2.1)
Па (2.2)
Исходя из выше сказанного выбираем масло марки ИГП–18. Кинематическаявязкость при температуре 20 
υ=(0,77-0,50) 
/с; плотностью ρ=62.8 кг/м3.