Конструкции Дорожн машин 14 12 2013

Основным широко распространенным типом поливомоечной машины является машина ПМ-130Б. Городские предприятия располагают сравнительно в небольшом количестве универсальной машиной КДМ-130, предназначенной для содержания автомобильных дорог. Принципы работы и конструкции машин КДМ-130 и ПМ-130Б аналогичны.

Сегодня существует значительное количество марок и модификаций поливомоечных машин, которые монтируются на базовые шасси грузовых автомобилей, а также используются в качестве навесного оборудования для тракторов. Устройство и принцип работы классической поливомоечной машины можно рассмотреть на примере машины МКДС-3204, изготавливаемой на базе шасси МАЗ-533702.

На шасси грузового автомобиля, которое может быть предварительно подготовлено путем усиления рессор, монтируют навесное поливомоечное оборудование. В комплектацию этого оборудования входят: цистерна, центробежный водяной насос, сетчатый фильтр, центральный клапан, трубопровод, поворотные насадки. В состав гидросистемы поливомоечной машины входит бак, оборудованный сетчатым фильтром, насос, гидрораспределитель и цилиндры привода. От напорного трубопровода поливомоечной машины предусматриваются боковые отводы для присоединения противопожарных шлангов.

При работе поливомоечной машины центробежный насос откачивает через сетчатый фильтр и центральный клапан воду из цистерны и подает ее в напорный трубопровод, откуда вода поступает к насадкам. Открытие и закрытие центрального клапана осуществляется при помощи гидроцилиндра. Благодаря возможности изменения величины углов поворота насадок, режима работы центробежного насоса, степени открытия вентилей, подающих воду к насадкам, может осуществляться регулировка режима работы поливомоечной машины. В частности, может производиться либо поливка, либо мойка дорожного покрытия.

При работе поливомоечной машины в противопожарном режиме пожарный рукав подсоединяется к отводу напорного трубопровода. При этом перекрывается подача воды всем остальным потребителям.

Привод механического оборудования и рабочих органов поливомоечной машины осуществляется путем отбора мощности от двигателя шасси, на базе которого смонтирована машина. Отбор мощности производится через коробку передач и раздаточную коробку, от которой передается крутящий момент на насос гидросистемы и водяной насос поливомоечной машины. Также от раздаточной коробки может осуществляться привод щеточного оборудования при его установке на поливомоечную машину.

Цистерна поливомоечной машины изготавливается из листового проката и включает в себя такое внутреннее оборудование, как сетчатый фильтр, центральный клапан, контрольная труба, отстойник. Для

41

уменьшения инерционных нагрузок от раскачивания воды при движении поливомоечной машины внутри цистерны монтируются специальные волнорезы. Заливка воды, а также текущее обслуживание цистерны может осуществляться через верхний люк. Кроме этого, предусматривается возможность заливки воды в цистерну из водоема посредством водяного насоса или мотопомпы. Из водопроводной сети цистерна может заливаться при помощи гидранта.

В поливомоечных машинах может предусматриваться низконапорная и высоконапорная оросительная система. Поливомоечные машины с низконапорной системой орошения могут иметь не более 3 сопел, в то время как машины, использующие высоконапорную систему орошения, могут иметь до 15 сопел. Благодаря применению высоконапорной системы орошения, значительно повышается эффективность работы поливомоечной машины, что позволяет сократить расход воды в 1,5...2 раза. Именно поэтому высоконапорными оросительными системами оснащаются поливомоечные машины новых моделей.

Кроме этого, современные поливомоечные машины могут иметь еще ряд существенных отличий от классической схемы. Одним из таких конструктивных отличий является распределительная гребенка с горизонтальными соплами. Управление работой такой гребенки осуществляется путем регулировки ее положения непосредственно из кабины водителя. Кроме горизонтальных сопел, гребенка может иметь боковые сопла, позволяющие обслуживать дорожные покрытия значительной ширины, а также расположенные вертикально штанги с соплами, с помощью которых возможна обработка водой вертикальных поверхностей. Также предусматривается возможность подсоединения к гребенке через специальный шланг выносного моечного пистолета.

Еще одним эффективным приспособлением, применяемым в современных поливомоечных машинах, является многоступенчатый водяной насос, который может поддерживать давление в системе на уровне 25 атмосфер, подавая воду из цистерны к одному или сразу нескольким потребителям поливомоечной машины. Оборудование такого класса позволяет не только значительно улучшить качество обработки дорожного покрытия, но и сократить расход воды в 4...5 раз по сравнению с поливомоечными машинами старого типа.

Интересным техническим решением, которое зачастую применяется сегодня при оборудовании поливомоечных машин, является замена металлической цистерны пластиковым баком. Такой бак состоит из ряда секций объемом по 2 кубических метра. Сообщение между секциями осуществляется при помощи специального трубопровода. Пластиковый бак, в отличие от металлической цистерны, не подвержен коррозии, значительно меньше заиливается, на его поверхности не образуются известковые отложения. Это обеспечивает большую долговечность и значительно

42

упрощает техническое обслуживание. Кроме этого, замена металлической цистерны пластиковым баком позволяет значительно повысить эффективность использования поливомоечной машины. Дело в том, что при значительном снижении общего веса конструкции установка шестисекционного пластикового бака позволяет увеличить объем заполнения на 1 кубический метр по сравнению с применением стандартной металлической цистерны.

Для работы в зимнее время поливомоечное оборудование заменяют оборудованием для распределения пескосоляной смеси и реагентов.

3.3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ИКОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛИВОМОЕЧНЫХ МАШИН

Методика расчета поливомоечных машин предусматривает определение основных параметров и режимов функционирования рабочих органов, определение оптимального их расположения на машине, определение затрат энергии при выполнении различных элементов рабочего цикла и операций.

Определение положения насадков на машине

Положение насадков должно обеспечивать промывание полосы дорожного покрытия наибольшей ширины и перемещение в сторону от полосы смытых загрязнений. Для определения этого положения составляют схему габаритов базового шасси, на которую наносят места расположения

насадков, форму и положение рабочих струй.
Моечные	насадки устанавливают повернутыми вниз под		углом
α ≈ 10...12°	к горизонту и несимметрично	повернутыми	вправо

относительно продольной оси машины (рис. 3.3). Рекомендуется принимать β = 2...5°, а δ2 = 35...40°. При этом центральный угол каждого моющего сектора составляет φ = 50...60°. Оба моющих сектора должны иметь некоторое перекрытие (0,1. . .0,15 м) и общую линию встречи с дорожным покрытием.

Обычно на машине установлены три моечных насадка, из которых два размещены перед машиной и один – за кабиной водителя перед правым задним колесом. Мойку дорог производят двумя передними или левым передним и задним насадками. Так как задний насадок размещен на некотором расстоянии от переднего, то при мойке левым передним и правым задним насадками возможен некоторый разрыв между линиями встречи струй, обычно не превышающий 0,5 м. Ширина промываемой полосы в этом случае больше той, которая получается при мойке двумя передними насадками.

При поливе насадки устанавливают симметрично по оси машины, повернутыми вверх под углом 15…20º и более к горизонту и разворачивают в стороны на угол 10º.

43

Основным требованием при выборе положения линий встречи является обеспечение перемещения смытых загрязнений. Для этого насадки устанавливают так, чтобы любая из элементарных струек рабочей струи была направлена в сторону перемещения смываемых загрязнений. В то же время для исключения выпадения частиц смытых загрязнений на очищенную полосу следует так располагать насадки, чтобы струя воды с загрязнениями, смываемыми в направлении правой прилотковой полосы рабочей струей переднего левого насадка, подхватывалась рабочей струей насадка, расположенного сзади, или правого переднего насадка. Рекомендуется

принимать углы α1 = 2…5°		и α2 = 10…15°.
Расчет основных технологических параметров насосной установки
Производительность насоса, м3/с:
		QH = 2,78 ×10−4 B qov p ,	(3.1)
где В –	ширина мойки (поливки), м;
q0 –	удельный расход	воды, л/м2 (при мойке q0 = 0,8 л/м2, при поливе
q0 = 0,25 л/м2);
vp –	рабочая скорость машины, км/ч (vp = 10…20		км/ч).

Мощность на привод насоса, кВт:

		=	103 Q		P
	N H				H H	,	(3.2)
				ηnp
					ηo
где QН –	подача насоса, м3/с;
РН –	давление насоса, МПа;
ηпр –	КПД привода насоса (ηпр ≈0,87);
ηо –	объемный КПД насоса, (ηо ≈ 0,6...0,75).

Наибольший напор у входа в насадку и расход воды (подача насоса) бывают при мойке дорожных покрытий. Поэтому мощность, необходимую для работы машины, определяют при выполнении этой операции.

Необходимый напор на выходе из насоса, МПа:

			PH = P + ∑ p p ± pc ,	(3.3)
где Р –	напор на	входе в	насадок или распылитель,	кПа (при мойке
Р = 0,8...2,5 МПа);
∑рр –	сумма потерь напора в трубопроводах от насоса до входа в насадок
или распылитель,		МПа (для	предварительного расчета	можно принять

∑рр = 0,1...0,15 МПа);

рс – напор от разности высот установки насадков или распылителей и оси насоса, МПа (для многих машин рс ≈ 0).

44

Расчет геометрических параметров моечных насадков

С учетом того, что через каждый из насадков должна подаваться на дорогу только половина всего расхода воды, площадь выходного сечения моечного насадка, м2:

SB	=		QH			,	(3.4)
			×10−4 μ
	2			2 g P

где µ – коэффициент расхода воды через насадок ( μ = 0,8...0,95);

g– ускорение свободного падения, м/с2. Средняя высота щели насадка, м:

h

=

SB

,

(3.5)

cp

LB

где LB = π Rd ϕd

– длина дуги выходного сечения насадка, м;

180

Rd –

радиус дуги выходного сечения насадка, м (Rd = 0,15...0,18 м);

φd –

центральный угол насадка, град (φd = 60...70о).

Часовая

эксплуатационная

производительность

поливомоечной

машины при мойке и поливке проезжей части дорог, м3/ч:

Π ч =

60VΒ K3 Kb

,

(3.6)

60V

K

3

2 × 60 ltp

q

Β

+

+ t

+ t

1000 q

K

v

o

o

B v

p

m

H

bcn

tp

где VB –

вместимость цистерны, л;

K3 –

коэффициент заполнения цистерны (K3 = 0,9...0,95);

Kb – коэффициент использования машины по времени (Kb = 0,8...0,85);

Km

–

коэффициент маневрирования (Кm =

1,0

при работе ночью и

Кm = 0,8 –

при работе днем);

ltp –

расстояние от места работы до места наполнения цистерны, км;

vtp

–

средняя скорость движения к местам

наполнения

цистерны и

работы, км/ч (vtp = 30...40 км/ч);

tН –

время наполнения цистерны водой, мин (tН ≈ 0,002 VB );.

tbсп

–

вспомогательное время,

необходимое для монтажа и демонтажа

шлангов и т.п. (tbсп = 3,5...6 мин).

45

3.4.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.4.1.Изучить принцип работы, устройство и особенности конструкции основных составных частей и узлов поливомоечных машин, используя их натурные образцы, плакаты, описания и электронные ресурсы.

3.4.2.Определить основные геометрические параметры и производительность поливомоечных машин для моделей и условий работы, указанных преподавателем. Сравнить полученные значения с техническими характеристиками подобных машин (табл. П.3.1 и П.3.2).

3.4.3.Составить отчет о проделанной работе, в котором представить: краткое описание поливомоечных машин и их составных частей; данные, полученные в результате измерений и расчетов основных технологических и геометрических параметров поливомоечных машин; выводы.

Контрольные вопросы

1.Назначение поливомоечных машин

2.Приведите классификацию поливомоечных машин.

3.Область применения поливомоечных машин.

4.Состав и размещение основного оборудования на базовой машине.

5.Как устанавливаются моечные насадки при мойке дорожных покрытий?

6.Как устанавливаются моечные насадки при поливке дорожных покрытий?

7.Назначение, преимущества и недостатки моечной рампы.

8.Какое оборудование включает поливальная система поливомоечной машины?

9.Как осуществляется привод механического оборудования и рабочих органов поливомоечной машины?

10.Назовите основные конструктивные отличия современных поливомоечных машин.

11.Определение мощности, необходимой для привода насоса поливомоечной машины.

12.Определение геометрических параметров моечных насадков.

13.Определение производительности поливомоечной машины.

46

Лабораторная работа № 4

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА РАБОТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛУЖНЫХ

СНЕГООЧИСТИТЕЛЕЙ

4.1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение особенностей конструкции, принципа работы и определение основных конструктивных и технологических параметров плужных снегоочистителей.

4.2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

При зимнем содержании городских и автомобильных дорог используется комплекс разнообразных снегоуборочных машин. Наибольший объем работ по зимней уборке дорог приходится на снегоочистители, эксплуатируемые в течение почти всего зимнего сезона.

Удаление снежного покрова с поверхности дорог и обочин механизированным способом осуществляется плужными или роторными снегоочистителями. Плужные снегоочистители являются наиболее простыми по своей конструкции, наименее металлоемкими и самыми дешевыми снегоочистительными машинами.

Плужные снегоочистители бывают: сдвигающие (перемещают снег в прилотковую зону дороги последовательными проходами); скоростные (отбрасывают снег на расстояние до 7...10 м от отвала за счет его особой формы и высокой скорости движения); плужно-щеточные.

Классификация плужных снегоочистителей приведена на рис. 4.1. Плужные снегоочистители, смонтированные на базе автомобиля,

предназначены для зимнего содержания автомобильных дорог и улиц в состоянии, обеспечивающем безопасную работу автотранспорта. Плужнощеточные дополнительно к отвалу имеют цилиндрическую щетку для подметания дорожного покрытия от оставшегося снега. Они осуществляют патрульную очистку дорог от свежевыпавшего снега во время снегопадов и метелей. Ими можно удалять снег плотностью до 200...250 кг/м3 при глубине снежного покрова до 0,4 м со скоростью до 20...25 км/ч.

Тракторные плужные снегоочистители обладают высокой тяговой способностью, и их используют для расчистки дорог от больших снежных заносов. Они могут работать на снежном покрове любой плотности и толщиной до 1,2 м со скоростью около 3,6 км/ч.

47

Рис. 4.1. Классификация плужных снегоочистителей

Схемы основных типов плужных снегоочистителей показаны на рис. 4.2. Уборка малоуплотненного снега толщиной 10...30 см наиболее эффективно производится машинами на базе трехосных автомобилей, оснащенных скоростными отвалами, осуществляющих очистку дорог со

скоростью до 40...60 км/ч с отбросом снега в сторону на 4...8 м.

48

Рис. 4.2. Схемы плужных снегоочистителей:

а – одноотвальный; б – одноотвальный скоростной с дополнительным открылком; в – плужно-щеточный; г – двухотвальный на гусеничном тракторе

Основные узлы рабочего оборудования плужных снегоочистителей (ГОСТ 15840-70) – это снежный плуг; опорное устройство (лыжи или опорные колеса); рама снежного плуга; предохранительное устройство; механизм подъема отвала. Дополнительным оборудованием являются: боковые открылки, увеличивающие ширину очищаемой полосы; механизмы изменения углов резания и захвата в соответствии со свойствами убираемого снега; цилиндрическая щетка для очистки поверхности от свежевыпавшего снега или технологических материалов, оставшихся после прохода отвала.

Схемы отвальных рабочих органов, позволяющих обеспечить их технологическую интенсификацию, приведены на рис. 4.3.

49

Рис. 4.3. Схемы отвалов снегоочистителей с интенсифицирующими устройствами:

а– двухсекционный отвал с поворотными секциями; б – боковая управляемая

вплане поворотная секция (для уширения); в – боковая управляемая в вертикальной плоскости поворотная секция; г – две боковые управляемые в

плане секции; д – гибкая, упругая поверхность отвала; е – газодинамическая смазка поверхности отвала; 1 – газодинамическая струя

Отвал снежного плуга (отвал) – это часть снежного плуга (рис. 4.4) с ножом (с ножами), срезающая снег с очищаемой поверхности и перемещающая его в сторону. Отвал плуга представляет собой сварную конструкцию в виде стального изогнутого листа 1 с приваренным к нему каркасом 2 из уголка. К нижнему продольному элементу каркаса болтами прикреплены сменные резиновые ножи 3 в виде отдельных секций.

Поворотная рама 4 сварена в виде дуги из гнутых профилей, приваренных к каркасу отвала, которые имеют отверстия для фиксации отвала в определенном положении на сцепной раме и по отношению к продольной оси машины, что обеспечивает возможность поворота рабочего органа на угол 35 ... 40 ° к оси машины. Подъем и опускание снежного плуга осуществляются гидроцилиндром 5.

50