Организация перевозочных услуг и безопасность транспортного процесса. Снегоочистители: Методические указания и задания для проведения практических занятий

1

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫХ УСЛУГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА. СНЕГООЧИСТИТЕЛИ. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

Методические указания и задания для проведения практических занятий со студентами специальностей 15.04 и 19.06 всех форм обучения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008

2

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им.С.М.Кирова

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОЧНЫХ УСЛУГ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА. СНЕГООЧИСТИТЕЛИ Методические указания и задания для проведения практических занятий со студентами специальностей 15.04 и 19.06 всех форм обучения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2008

3

Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией лесомеханического факультета Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им.С.М.Кирова

Составитель кандидат технических наук, доцент А.В.Дмитриев

О т в. р е д а к т о р кандидат технических наук, доцент А.В.Чураков

Рецензенты доктор технических наук, профессор Ю.А.Добрынин, кафедра лесных гусеничных и колесных машин Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им.С.М.Кирова

В пособии рассматриваются вопросы назначения, классификации, устройства и основные расчеты снегоочистителей. Приведены справочные материалы и исходные данные для выполнения практических работ.

4

ВВЕДЕНИЕ

Важной задачей при организации перевозочных услуг и для обеспечения безопасности транспортного процесса является удовлетворительное содержание дорог в холодное время года. Среди видов работ, проводимых в этот период, следует выделить очистку проезжей части от снега. С этой целью могут быть использованы автогрейдеры и бульдозеры, однако, в настоящее время существуют и специально предназначенные для этого машины – снегоочистители. В настоящем пособии рассматриваются вопросы назначения, классификации, устройства и основные расчеты снегоочистителей. В соответствии со своим вариантом студент выполняет необходимые вычисления, представляет полученные результаты в табличном и графическом виде и снабжает их выводами. Вариант для выполнения работы определяется преподавателем или порядковым номером студента в алфавитном списке группы. Работа выполняется на отдельном бланке, подписывается студентом и сдается на проверку преподавателю. При выполнении расчетов и графических построений рекомендуется использовать современное программное обеспечение: Mathsoft MathCAD 2001, Mathlab.52, Maple V Release 4 и др. (возможно применение более поздних версий программ).

4

1. Классификация и характеристики снегоочистителей

Существующие модели снегоочистителей можно классифицировать по принципу действия и конструкции рабочего органа: 1. Плужные: - одноотвальные; - двухотвальные. 2. Роторные: - шнекороторные; - плужно-роторные; - фрезерные; - фрезерно-роторные. Снегоочистители относятся к навесному оборудованию и могут монтироваться на автомобилях, тракторах и грейдерах. Технические характеристики отечественных снегоочистителей представлены в таблицах 1.1, 1.2 , 1.3. , 1.4. (более ранние года выпуска) и 2.1, 3.1 (более современные модели). На рисунке 1.1. изображен фрезерно-роторный снегоочиститель Д904С на базе трактора ТДТ-55.

Рис.1.1. Фрезерно-роторный снегоочиститель Д-904С. 1- рабочий орган; 2- механизм навески рабочего органа; 3- кабина; 4гидросистема; 5- раздаточная коробка с ходоуменшителем; 6- капот силовой установки; 7- двигатель привода рабочего органа; 8- карданный вал; 9система управления.

5

Таблица 1.1. Техническая характеристика снегоочистителей с питателем фрезерного типа Показатели Количество двигателей Мощность двигателей, кВт: привод ходовой части привод рабочего органа Ширина захвата, мм Высота убираемого слоя, мм Рабочие скорости, км/час Транспортная скорость, км/час Дальность отбрасывания, м Ротор: диаметр, мм Частота вращения, об/мин Фреза: диаметр, мм частота вращения, об/мин Производительность, т/час Габаритные размеры, мм длина ширина высота Масса машины, кг

Д-558 2

РС-66 1

Т-110 1

162 3000 2000 0,295,2 До 40 50 1600 335 1700 135 3000

85,4 2350 1200 0,340,57 До 30 30 800 480 900 210 170

37 1700 800 До 1,4 До15 8 700 382 260

10950 3650 3850 22500

7550 2430 2500 6560

4200 3800 2485 4150

Т-109 1

МС-59 Д-904С 1 2

55,4 37 10,3 127 2000 1000 2760 500 850 1000 1,32-2,76 0,4-1,4 0,4-1,76 До 20 20 800 595 900 244 До 330

8,24 12 500 702 800 178 100

До 11 18 790 392 900 193 750

4000

2950 1090 3000 900

6730 2760 2625 12970

Таблица 1.2. Техническая характеристика роторных снегоочистителей с питателями шнекового типа Показатели Д-450 Д-470 Д-707 Д-902 Д-909 Количество двигателей 2 1 1 2 1 Мощность двигателей, кВт: привод ходовой части 99 129 308 158 привод рабочего органа 220 110 184 Ширина захвата, мм 2760 2500 2550 2800 3240 Высота убираемого слоя, мм 1700 1200 1300 1500 1500 Рабочие скорости, км/час 0,77-12 0,3-0,5 0,5-5,92 0,45-0,6 0,31 Транспортная скорость, км/час До 50 До 40 До 41 До 42,5 До 33 Дальность отбрасывания, м 25 24 24 31 17 Ротор: диаметр, мм 1220 975 978 1200 1220 частота вращения, об/мин 338 425 421 403 271 Шнеки: количество 3 2 2 2 2 диаметр, мм 450 450 450 550 550 частота вращения, об/мин 352 318 354 302 294 Производительность, т/час 1200 625 900 1375 800 Габаритные размеры, мм длина 8750 8000 8400 10000 8470 ширина 2800 2570 2550 2810 3240

6 высота Масса машины, кг

2950 13600

2530 8820

2670 10800

2920 15500

3580 14500

Таблица 1.3. Техническая характеристика плужных одноотвальных снегоочистителей Показатели Д-229А Д-666 Д-667 Ширина захвата, мм без боковых крыльев 2450 2600 2600 с боковыми крыльями 4080 3700 4225 Высота очищаемого снега, мм 300 300 300 Рабочая скорость, км/час 35 40 45 Транспортная скорость км/час 50 60 60 Дальность отбрасывания, м 8-10 8-10 Производительность, м3/час 90000 100000 105000 600 450 450 Высота отвала, мм: левой (передней) части правой (задней) части 1200 1450 1450 Габаритные размеры, мм длина 8900 9350 10100 ширина без крыльев 3060 3170 2950 ширина с крыльями 4270 4400 высота 2700 2250 2555 Масса машины, кг 4860 5490 7810

Таблица 1.4. Техническая характеристика плужных двухотвальных снегоочистителей Показатели Ширина захвата, мм без боковых крыльев с боковыми крыльями Высота очищаемого снега, мм

Рабочая скорость, км/час Транспортная скорость км/час Производительность, м3/час Высота отвала, мм: левой (передней) части правой (задней) части Габаритные размеры, мм длина ширина без крыльев ширина с крыльями высота Масса машины, кг

ДЭ-214С 3500 5000 1200

10 32,6 50000 1120 1850 10000 3500 5000 3580 13850

Д-389

978

3540 3500 7300 600 600 (слежавшийся), 1200 (свежевыпавший) 5 5 11 7,9 35000 17000 1467 1000 1950 1370 6325 4569 7300 3075 15380

5500 3500 2350 7276

7

2. Плужные снегоочистители Как правило, плужные снегоочистители на базе автомобилей применяют для патрульной очистки лесовозных дорог во время снегопадов и метелей. Они позволяют удалять снег плотностью 200…250 кг/м3. Можно выделить следующие преимущества навешанных на автомобили плужных снегоочистителей: 1. Большая мобильность; 2. Демонтаж снегоочистителя позволяет использовать автомобиль по прямому назначению; 3. Большие рабочие скорости позволяют удалять снег на значительное расстояние от отвала. Благодаря высокой тяговой характеристике, тракторные плужные снегоочистители можно использовать для удаления снега любой плотности. Демонтаж снегоочистительного оборудования дает возможность использования базового трактора на других операциях. В качестве примера современного снегоочистителя данного типа можно привести двухотвальный плужный снегоочиститель ДЭ-223 (таблица 2.1). Таблица 2.1. Техническая характеристика снегоочистителя ДЭ-223 Базовый трактор Угол въезда, град Давление в шинах, МПа Скорость движения, км/час Ширина захвата, м Угол захвата, град Угол резания, град Высота плуга, м: наименьшая наибольшая Высота подъема плуга в транспортном положении, м Габаритные размеры, м Масса эксплуатационная, кг

К-701 11 0,17 до 24,3 3,55 60 31 1,125 1,91 0,5 8,20 Х 3,55 Х 3,27 13 750

Снегоочиститель ДЭ-223 создан на базе колесного трактора К-701 и предназначен не только для очистки автомобильных дорог, но и для создания снегозадерживающих траншей. В качестве рабочего органа выступает двухотвальный плуг, который крепится к навесной системе трактора с реверсивным управлением. В рабочем положении плуг опирается на

8

очищенную поверхность опорными самоориентирующимися катками. Для смягчения ударов при встрече с препятствием плуг оборудован двумя амортизаторами. Преодолеваемое при работе плужным снегоочистителем сопротивление W можно представить в виде суммы: (2.1) W = W1 + W2 + W3 , где: W1 – сопротивление снега резанию; W2 – сопротивление снега перемещению по отвалу; W3 – сопротивление движению снегоочистителя. Аналитическое выражение для W1 (H) имеет вид: W1 = ВhKp , (2.2) где: В – ширина захвата за один проход, м; h – средняя глубина расчищаемого снега, м; Kp – удельное сопротивление снега резанию (табл.2.2). Таблица 2.2. Удельное сопротивление снега резанию Kp Плотность снега, кг/м3 100 (рыхлый) 200 300 400 450 500 550

Коэффициент сопротивления резанию Kp Температура выше –20С Температура ниже –20С 1 600 700 3 200 1 900 8 000 9 500 13 000 14 000 20 000 21 000 23 000 25 000

Сопротивление снега перемещению по отвалу W1 (H) определяется как: (2.3) W2 = kBhv2, где: k – коэффициент пропорциональности, k = 5…25; v – рабочая скорость снегоочистителя, м/с. Сопротивление W3 (Н) может быть определено из выражения: W3 = [ Ga(fa +i) + Go(fo + i)]g , (2.4) где: Ga – масса автомобиля, кг; Go – масса снегоочистительного оборудования, кг; fa – коэффициент сопротивления движению автомобиля, fa = 0,05; i – уклон дороги; fo – коэффициент сопротивления скольжению отвала. Исходные данные для расчетов представлены в таблице (2.3) При выполнении расчетов следует:

9

- ширину В захвата за один проход принять равной 0,8 ширины захвата указанного аналога (табл. 1.3, 1.4 и 2.1) без боковых крыльев; - вычисления произвести для трех значений рабочих скоростей снегоочистителя равных 0,2; 0,5 и 1,0 рабочей скорости аналога; - массу автомобиля принять раной 0,85, а оборудования 0,15 значения указанной в табл. 1.3, 1.4 и 2.1 массы аналога. Таблица 2.3 Данные для расчетов (плужные снегоочистители) h, м t, C0 Плотность снега, кг/м3 i f0 № вар. Аналог 200;300;400 10;20 0,15;0,20 1 Д-229А 0,1;0,2;0,3 >2 2 Д-666 0,1;0,2;0,3 <2 450;500;550 30;40 0,20;0,25 3 Д-667 0,1;0,2;0,3 >2 200;300;400 5;15 0,15;0,25 4 ДЭ-214С 0,4;0,8;1,2 <2 450;500;550 15;25 0,15;0,20 200;300;400 10;30 0,20;0,25 5 Д-389 0,4;0,8;1,2 >2 450;500;550 10;20 0,15;0,25 6 978 0,2;0,4;0,6 <2 7 ДЭ-223 0,4;0,8;1,2 >2 200;300;400 30;40 0,15;0,20 8 Д-229А 0,1;0,2;0,3 <2 450;500;550 5;15 0,20;0,25 9 Д-666 0,1;0,2;0,3 >2 200;300;400 15;25 0,15;0,25 10 Д-667 0,1;0,2;0,3 <2 450;500;550 10;30 0,15;0,20 11 ДЭ-214С 0,4;0,8;1,2 >2 200;300;400 10;20 0,20;0,25 12 Д-389 0,4;0,8;1,2 <2 450;500;550 30;40 0,15;0,25 13 978 0,2;0,4;0,6 >2 200;300;400 5;15 0,20;0,25 14 ДЭ-223 0,4;0,8;1,2 <2 450;500;550 15;25 0,15;0,25 15 Д-229А 0,1;0,2;0,3 >2 200;300;400 10;30 0,15;0,20 16 Д-666 0,1;0,2;0,3 <2 450;500;550 10;20 0,20;0,25 17 Д-667 0,1;0,2;0,3 <2 200;300;400 30;40 0,15;0,25 18 ДЭ-214С 0,4;0,8;1,2 >2 450;500;550 5;15 0,15;0,20 19 Д-389 0,4;0,8;1,2 <2 200;300;400 15;25 0,20;0,25 20 978 0,2;0,4;0,6 >2 450;500;550 10;30 0,15;0,25 200;300;400 5;15 0,15;0,25 21 ДЭ-223 0,4;0,8;1,2 <2 22 Д-229А 0,1;0,2;0,3 >2 450;500;550 15;25 0,15;0,20 23 Д-666 0,1;0,2;0,3 <2 200;300;400 10;30 0,20;0,25 24 Д-667 0,1;0,2;0,3 >2 450;500;550 10;20 0,15;0,25 25 ДЭ-214С 0,4;0,8;1,2 <2 200;300;400 30;40 0,15;0,20 26 Д-389 0,4;0,8;1,2 >2 450;500;550 5;15 0,20;0,25 27 978 0,2;0,4;0,6 <2 200;300;400 15;25 0,15;0,25 28 ДЭ-223 0,4;0,8;1,2 <2 450;500;550 10;30 0,15;0,25 29 ДЭ-223 0,4;0,8;1,2 >2 200;300;400 5;15 0,15;0,20 30 Д-229А 0,1;0,2;0,3 <2 450;500;550 15;25 0,20;0,25

10

3. Роторные снегоочистители Снегоочистители с активными рабочими органами (роторные снегоочистители) выполняют, как правило, с двумя рабочими органами. Один служит для срезания снег и его перемещения к передней части машины, а другой захватывает срезанный снег и метает его в сторону. Совмещать эти операции способны только фрезерные снегоочистители. Роторные снегоочистители можно охарактеризовать большим разнообразием технических решений рабочих органов с приводом как от двигателя базовой машины (трактора), так и от отдельного двигателя. В первом случае применение снегоочистителя ограничивается, преимущественно, патрульной очисткой автомобильных дорог, а снегоочистители с отдельным приводом способны работать на плотных снегах большой толщины. Характеристики отечественных роторных снегоочистителей представлены в таблице 3.1. В качестве примера рассмотрим снегоочиститель ДЭ-220А, навешанный на гусеничный трактор ДТ-75М-ХСЧ с ходоуменшителем. В этой модели привод рабочего органа осуществляется от ВОМ трактора через два цепных редуктора и карданную передачу. В состав рабочего органа входят два взаимозаменяемых шнека и шестилопастной ротор, смонтированные в одном корпусе. В передней части базового трактора размещены гидроцилиндры для подъема/опускания рабочего органа. Полное управление снегоочистительным оборудованием возможно из кабины трактора. Таблица 3.1 Характеристики роторных снегоочистителей Параметры Мощность двигателя привода рабочего органа, кВт Производительность, т/час Ширина захвата, м Высота убираемого снега, м

ДЭ204 110

ДЭ211 294

ДЭ220А 55

ДЭ227 221

ДЭ210А 184

ДЭ226 294

625 2,52 1,2

1200 2,81 1,5

500 2,53 1,3

1200 3,0 1,8

1000 2,56 1,3

1400 2,81 1,5

При изучении данного раздела необходимо, пользуясь данными таблиц 1.1, 1.2 и 3.1, представить в графическом виде и проанализировать, снабдив графики выводами, зависимости следующих параметров от мощности привода рабочего органа: - производительность; - ширина захвата; - высота убираемого снега.

11

4. Снегоочистители для железных дорог

В настоящее время лесозаготовительные предприятия могут использовать снегоочистители для железных дорог следующих марок: ЛД24, ЛД-27 и ТУ7Р. Навесной плужный снегоочиститель ЛД-24 (таблица 4.1) применяют для скоростной очистки от снега (толщина снежного покрова до 0,5 м) путей железных дорог колеи 750 мм. Таблица 4.1 Техническая характеристика снегоочистителя ЛД-24 Базовый тепловоз

ТУ7, ТУ6А 5800

Производительность (при толщине снега 0,3 м), т/час Дальность отбрасывания снега, м, скорость движения 35…40 км/час До 7 скорость движения 45…50 км/час До 9 Рабочая скорость, км/час До 50 Максимальная ширина очищаемой полосы, м 2,6 Заглубление ножей ниже головки рельсов, м 0,02 Высота ножей над головками рельсов в транспортном положении, м 0,015 Габаритная длина с двумя плугами, м 12,7 Масса комплекта навесного, оборудования, кг 2000

Конструктивно этот снегоочиститель представляет собой два двухотвальных плуга, навешанных с торцов тепловоза при помощи специальных кронштейнов, при этом отвал имеет коническую расширяющуюся в обе стороны от оси пути поверхность. Такое техническое решение позволяет уже при скорости движения 20…25 км/час отбрасывать снег на значительное расстояние и препятствовать образованию кавальеров. Включенный в пневмосистему тепловоза пневмоцилиндр обеспечивает подъем и опускание ножей снегоочистителя из кабины тепловоза. Несамоходный (прицепной к тепловозу) плужно-роторный снегоочиститель ЛД-27 служит для очистки путей железных дорог колеи 750 мм и отбрасывание снега на расстояние до 22 м. В его состав входят: рама, две двухосные тележки, рабочий орган с механизмом подъема, двигатель для привода ротора, сцепления, карданная передача, реверс-редуктор, кабина и механизм управления. Рабочий орган представляет собой приемную раму и ротор с рыхлителями. Приемная рама состоит из кожуха ротора с выбросным

12

патрубком, подрезных ножей и откидывающихся вручную крыльев, служащих для увеличения захвата снегоочистителя с 2,45 до 3,6 м. Ротор оснащен восемью съемными Т-образными лопастями на передних гранях которых приварены заточенные пластины. Центральная часть ротора закрывается конусом с двумя рыхлителями. Для защиты ротора и трансмиссии от ударных нагрузок крутящий момент на него передается при помощи срезных пальцев. Пневмоцилиндры механизма подъема ротора включены в пневмосистему тепловоза. Разворот снегоочистителя возможен лишь при наличии разворотного треугольника. Снегоочиститель ТУ7Р можно рассматривать как модернизацию снегоочистителя ЛД-27 с унификацией кабины, капота, тележки и двигателя с тепловозом ТУ7. Более мощный двигатель (320 кВт) позволяет увеличить производительность снегоочистителя до 2200 т/час. Автоматически регулировать частоту вращения ротора в зависимости от действующей нагрузки позволяет включенный в трансмиссию турботрансформатор. В этой модели отказались от реверсирования вращения и механизма подъема и опускания ротора, при этом очистка пути на уровне головок рельсов обеспечивается поворотом подрезных ножей. Поворот шибера при котором открывается левый или правый направляющие каналы обеспечивает выброс снега в выбранном направлении. Специальная кнопочная панель служит для дистанционного управления двигателем и трансмиссией.

13

Библиографический список 1. Дороги и транспорт лесной промышленности/ Под.ред. И.И.Леоновича.-Мн.:Выш.школа,1979.-416 с. 2. Машины и оборудование лесозаготовок. Справочник/ Е.И.Миронов, Д.Б.Рохленко и др.- М.: Лесн.пром-сть, 1985.-320 с.

14

СОДЕРЖАНИЕ Введение………..…………………………………………………………3 1. Классификация и характеристики снегоочистителей………………4 2. Плужные снегоочистители……………………………………...……7 3. Роторные снегоочистители…………….……………………………10 4. Снегоочистители для железных дорог…………………………..…11 Библиографический список………….…………………………………13