Рабочий орган роторного снегоочистителя

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК ц 1" 01 Н 5 с;1 ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО ам длядорог па ро- брете- разра- оптиора со зерноУ ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) РАБОЧИЙ ОРГАН РОТОРНОГО СНЕГООЧИСТИТЕЛЯ Я(57) Изобретение относится к машинзимнего содержания автомобильныхи аэродромов, преимущественно титорных снегоочистителей. Цель изония - повышение эффективностиботки снега путем автоматическоймальной установки лопастного ротсмещением относительно центра фри(В) ЪХ,:. г 6 го питателя до установки минимальноо действующего на кожух ротора поворотного момечта от сил трения снега, Рабочий орган роторного снегоочистителя содержит фрезерный питатель 1 с корпусом 2, лопастной ротор 4 с поворотным кожухом 5, снабженным гидроцилиндром 7, Кожух 5 смонтирован на раме 11, которая прикреплена к корпусу 2 с возможностьа перемещения вдоль оси вращения фрезерного питателя 1 и соединена с корпусом 2 при помощи гидроцилиндра 13, который посредством устройства автоматического управления связан с одной из полостей гидроцилиндра 7, При увеличении поворотного момента сил трения снега о кожух 5 последний автоматически перемещается гидроцилиндром 13 относительно центра питателя, что приводит к снижечию сил трения. 4 з,п. ф-лы, 4 ил, 1684397ИЗОбретОНИ 8 ОТН(гсИТСя К МВШИНВМ для зимнего содержания автомобильных дорог и аэродромов, преимущественно типа ротарных снегоачистител 813.Цель изобретения - повышение эффек. тивнасти путем автаматическОЙ Оптималь- ной установки лопастного ротора са смещением относительно центра фрезерна 1 о питателя до установки минимального действующего на кожух ротс 1 ра поворотного момента от сил трения снега.На фиГ. 1 СХ 8 МВТИЧ 1 гГО ПОКВЗан Рабаний орган роторного снегоочистителя, вид сбоку; на фиг. 2 - кинематическая схема привода рабочего органа на фиг, 3 - принципиальная ГидраВлическая схема," на фиГ. 4 график изменения момента сил трени 11 сне. га о неподвижный кожух ротора и давления В запертой поршневсй полости гидроцилиндра поворота кожуха в зависимости от хода ШТОКа ГИДРОЦИЛИНДРа П"РамаШ 8 ННЯРабочий орган ротс рнага снегао 1 истителя содержит фрезерный литатель ;арпус 2 котароГО Вь 1 пальен с Центральным сквозным ОкнОм 3 С 1 ы" ьной стороны кар" пуса 2 за Окнам 3 смснтирОван с вазможностью вращения лал;1 стной 1 итор 4, снаб. жЗнный повОротным в 88 ртикальнай лло скости кожухом 5 с выбраснь 11 м па Г 1 зубкам б, Кожух 5 соединен с гидрацилиндрам 7 поворота, Г 1 ривод ратооа 4 и фрезеонага лита- Т ЕЛ я 1 В Ы П О Л Н 8 Н Ы, Н г Л р И М С О В В 1( г 1 8 Гвлескапических као,г,.1 н,аых г 18 аедац Я и 9 ;, КОНИ"ВСКОГО агДЧТО 1" 111Г 1 овара"ьЙ камъг г "тг а ГУВРг" цилиндр 7 смантиравань; на рама 111, кста 1 фая прикреплена к уаагусу 2 с,а.18настью перемйщ 8 ния вдаль оси Вращения фрезерного лигателя 1 при ламащи направляющих 12, Рама 11 соедин 81-18 с карг 1 усам 2 паср 8 дством дапагггительнаГО Гидраци. линдра;3,Гидроцилиндр 7 Г 1 ова,гата кожуха 5 связан через трехпазициО 1111 ый ГидрарзсГ 11 м" Делитель 14 с напоОнай 1 э и сливнОЙ 16 магистралями, катОрь 18 .;аычнь 1 М сбоазам соеДинены с 11 асасам 17 и фильт 13 ОМ 18, снабженными перелуск 11 зми лаГ 1 аггами 19 и 20 и связанными с б 1 сам 21, ГиДрсЦилщндо 13 посредством ус гройства автамгл и це( ко( а уп равнения (авр 1 н 1 апГимеп горшневой полостью Гидроцилиндра 7 поворота кожуха 5 через проходной канал, Образованный в нейтральном среднем пала" жении ГиДрораспреДелитвлл 4 с ззп 8 рты" ми каналами связи с напО,;ной 15 и слиВнай 16 магистралями.Устройства автаматичес (зго управления ГиДрацилиндрам 13 леремедения рамы 1 1 выполнено в Виде двухГгазицианнаГО Гид" роуправляемаго гидрорасп ределителя-переключателя 22, протива 1 лоложные друг другу управляющие полости 23 и 24 которого соединены соответственно с Гидрааккумулятарами 25 и 26 и через инверсированные в разных положениях зтага гидрораспределителя 22 лрахсдные каналы связаны с напорной 15 и сливной 16 магистралями, Каждая из уп ра вля ющих полостей 23 и 24 соединена с напорной магистралью 15 через проходной канал противоположного положения гидрорэ .;ределителя 22. что Обеспечивает работу зтага гидрараспределителя 22 в режиме автоматического переключения из одного положения в другое, причем время переключения определяется рабочим обьемом гидроаккумулятсрав 25 и 26, В каждом из положений гидрараспределителя 22 образован дополнительный проходной канал, .посредством которых поршневая полость Гидрацил 1 ндрг 7 ПОВО рота кожуха 5 соединена с одной из противоположных друг другу управляющих полостей 27 и 26 гидраулравляемага трехлазицианнага 1 идрараслределителя-инвертора 29, Управляющие полости 27 и 28 соответственна связаны с гидрагкумуляторами ЗО и 31,Гидрараслределитель-инвертар 29 выПОлнен с зал 8 ртыми каналами в неЙтральнамсреднвм положении, В каждом крайнем 8 ГО положении Образовгнь 1 двг ОдинакОВых л 1.а" .".:.,ны. какала, посредствам которых .4 алаоная 15 и сливная 1 ь МЯГистрзли сВязаны через далалнительнь 1 й гидраулравляемый двухпазицианный гидрараспределитель 32 с полостями пг 1 драцилиндра 13.1"Вларная магистраль 15 соединена с соответствующими лраходньми каналгми гидраргслредвлителей 22 и 29 через управляемый клапан 33, упргвляющая полость 34 КОТОРОГО СО 8 ДИНВНа С ЛГРСХОДНЫМ КВНВЛОМ Н 8 Йтааль;.1 г 118 ЛОЛг 1 женНЯ Ги пРОРВСЛ РВДСЛИ 18 ля 14 Кроме тога в каждом кагЙнем положении гидраргспределителя 29 образованы Взаимна инверсиравзнные проходные каналы, гасредствам катарь 1 х ега у,.равля 1 ащие полости 2и са и саатвегств 8 нно Гидрааккумулятааы 3 О и 3 СВязаны с управляю(цей паласть 1 О 35 Гидраргслреде" ЛИТВЛЯ 32, аереЗ ПООХОДНЫБ КВНаЛЫ КОТОРО Га, ИН В 80 СИРОвг Н 11 Ы 8 В РаЗНЫХ 8 ГО ПОЛО- жениях, полости ГИДрсЦилинДра 13 связаны с напорнаи 15 и сливной 16 магистралями. Даугав управляюшгй полость 36 Гидрарасп" ределителя 32, противоположная улравля 1 а- щей полости 35, соединена:ерез пра:(одной канал н "й 5 1 ал 1 Нага Г 1(ГОМ(ения Гидаара П Ведал (геля 1" с паржневай полостью ГиДООци."индрг 7 Ггаваратг кожуха 5 о напаа5 10 15 20 25 30 35 50 ной магистрали 15 установлен раэобщающий вентиль 37.Рабочий орган роторнога снегоочистителя функционирует следующим образом,При поступательном перемещении рабочего органа по стрелке А и попутном вращении фрезерного,питателя 1 снег отделяется От массива, перемещается к сквозному окну 3 и забрасывается по стрелке Б в лопастной ротор 4. Затем снег разгоняется ротором 4, одновременно перемещаясь под действием центробежных сил вдоль его лопастей, и, достигнув выбросного патрубка 6, выбрасывается по стрелке В с дальнейшим полетом по баллистической траектории.При сходе снега с лопастей ротора 4 раньше, чем они достигают выбросного патрубка 6, снег перемещается каждой лопастью в виде призмы волочения по внутренней цилиндрической поверхности кожуха 5, создавая значительную окружную силу трения и,момент сопротивления вращению ротора 4. В случае запаздывания схода снега с лопастей ротора 4 при проходе ими выбросного патрубка 6 снег аналогично перемещается лопастями по кожуху 5, резко повышая момент сопротивления вращению ротора, при этом может произойти переполнение сотора 4 снегом и нарушение его . работоспособности. Таким образом, рациональному режиму схода снега с лопастей ротора 4 соотВетствуют минимальный поворотный момент сил трения снега о кожух 5 и оптимальное положение зоны заброса снега в лопастной ротор 4 фрезерным питателем 1 по стрелке Б, которое определяется смещением 1 оси вращения ротора 4 относительно центра фрезерного питателя 1, Поскольку поворотный момент кожуха 5 воспринимается в виде силы Е запертым гидроцилиндром 7, создавая в его поршневой полости давление Рпор, то оптимальное положение лопастного ротора 4, характеризуемое расстоянием ор 1 от его оси до центра фрезерного питателя, соответствует минимуму давления Рп 1 п,Поворот кожуха 5 в вертикальной плоскости и соответствующий ему угол выброса снега через патрубок 6 относительно горизонта задаются оператором ручным переключением гидрораспределителя 14. В процессе разработки снега гидроцилиндр 7 заперт, а гидрораспределитель 14 находится в нейтральном среднем положении, через проходной канал которого давление из поршневой полости гидроцилиндра 7 передается в управляющую полость 34 управляемого клапана 33, открывая его и обеспечивая подачу жидкости из напорной магистрали 15 к гидрораспределителю-переключателю 22 и гидрарзспределителю-инверару 29, Через проходной канал одного из ПОЛОЖЕНИР гИДРСРЗСПРЕдЕЛИТЕЛя-ПЕРЕКЛЮ- чателя " ,". Ость поступает в один иэ гидроаккуму,",торсе 5 или 26, заряжая его да момен 1 а вклю".ния соответствующей управляющей пв-.; сти 23 или 24, а из другого гидроаккумулятора и противоположной управляющей пОлости жидкОсть уходит е сливную магистраль 16, Полная зарядка гидроаккумулятара и включение управляющей полости обеспечивают переключение гидрораспределителя-переключателя 22 в противоположна:; положение, когда начинает эаряжатьс;: другой гидроаккумулятор дО момента включения другой управляющей полости и т.д, Пружины в управляющих полостях 23 или 24 предотвращают их включение до момента полной зарядки соответствующего гидроаккумулятара 25 или 26. Таким образом, обеспечивается периодическое поочередное подключение поршневой полости гидроцилиндра 7 к управляющим полостям 27 и 28 гидрараспределителяинвертара 29, атмеряющее шаг дифференцирования кривой давления на графике фиг. 4.Затем необходима обеспечить сравнение текущего значения давления е поршневой полости гидроцилиндра 7 с предыдущим значением давления, зафиксированным на предыдущем шаге дифференцирования переключениягидрораспределителя 22), Для этага давление жидкости, поочередко передаваемое гидрараспределителем 22 е управляющие полости 27 и 28, обеспечивает соответствующую поачередную зарядку гидрааккумуляторав 30,31, а сравнение предыдущей и последующей величин давления происходит путем противодействия управляющих полостей 27 и 28, Если е результате выдвижения или втягивания штоке гидрацилиндра 13 каждая предыдурая величина давления в поршневой полости гидрацилиндра 7, зафиксированная гидра:"кумулятором 30 или 31, больше соответственной последующей величины давления, т.е, сохраняется неизменным знак дифференциала и производнойбРпор/б 1О, и на графике (фиг. 4) происходит снижение текущей величины давления к точке экстремума, та гидрараспределительинвертар 29 после реализации каждого шага сравнения давлений переключаетсясоответствующей управляющей полостью 27 или 28 е другое, противоположное крайнее полажение. При этом происходит инверсиравание ега проходных каналов, обаазоеанных в крайних положениях и соединенных с управляющими полостями 275 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 или 28, и знак г)ерепада давления, передаваемого В управля)ащук) полость 35 гидро- распределителя 32, остается неизменным. В процессе падения давления в поршневой полости гидроцилиндра 7 переключение гидрораспределителя-инвертора 29 запаздывает на один шаг по сравнению с переключением гидрораспределителя-переключателя 22 в результате того, что при подаче гидрораспределителем-переключателем 22 давления при последующем шаге, например, в управляющую полость 27, соединенную с гидроаккумулятором ЗО, гидрораспределитель-инвертор 29 удерживается В положении, соответств)ющим его упг)авляющей полости 28, В которую от гидроаккумулятора 31 поступает более высокое давление, зафиксированное на предыдущем шаге переключений. Соответственно это более высокое давлениз подается через проходной канал гидрорасг) ределителя-ин Верто ра 29 В управляющую полость 35 гидрораспределителя 32 и сравнивается с текущим давлением данного шага переключений непосредственно на выходе проходно)о канала нейтрального среднего положения гидро- распределителя 1 , подающимся в управляющую полость 36. Ана)огично процесс происходит при следующем шаге псдачи давления из гарц.ценой полости запертого гидроцилиндра 7 ги ро)асп Веделителемпереключателем 22 в управляющую полость 28, соединенную с гидроаккумулятором 3), при этом В управляющую пблбсть 35 будет и е реДа Ваться б Ол 88 В ы сО к 08 Да Вл ен и е, зафиксированное на г)редыдущем шаге перекл)очений гидроаккумулятором ЗО, Так как даВление В поршнеВОЙ полОсти гидроцилин" дра 7 в данном случае падает, то усилие, разВива 8 мое управляющей полостью 35 на каждом шаге переключений, превышает усилие управляюшеи полости ЗЬ, и гидро распределитель 32 постоянно находится в положении, соответствующем соедине,нию поршневой полости гидроцилиндра 13 с напорной магистралью 15, те. Соответствующем выдвижению штока гидроцилиндра 13 и ув 8 личению смещения 3 ротора 4 Относительно центра фрезерного питателя 1. Давление В управляющ 8 й полости 35 на ка)кдом шаге переключения превь)шает давление В управляющей полости 36 на величину, большую, чем гютери давления на участке от гидрораспределителя 14 до управляющей полости 35,Когда система приближается к равно- ВесномУ состоЯнию, т,е. с)Рпор - 0 и бРлор/д 1 -ф О (точка зкст)еиУма на ГРафике фиг. 4), то давление в управляющих полостях 27 и 28 при каждом последующем шаге переключений уравновешивается, гидро- распределитель-инвертор 29 автоматически устанавливается в среднее нейтральное положение с запертыми каналами, и гидроцилиндр 13 прекращает перемещение рамы 11, установив лопастной ротор 4 в оптимальном положении. При этом фактическая зона забрасывания снега фрезерным питателем 1 в лопастной ротор 4 совмещается по горизонтали с оптимальной по величине энергоемкости привода этого ротора зоной.Пока сохраняется оптимальное положение ротора 4, гидрораспределитель-инвертор 29 остается неподвижным в среднем нейтральном положении с запертыми каналами, а гидрораспределитель-переключатель 22 продолжает работать в режиме переключения, осуществляя тем самым постоянный контроль за состоянием системы управления, Если в начальный момент автоматического регулирования при большой величине дифференциала бРпор незначительная часть жидкости из поршневой полости гидроцилиндра 7 уходит на зарядку гидроаккумуляторов 30 и 31, что приводит к некоторому уменьшению по сравнению с установленным ручным включением гидро- распределителя 14 угла выброса снега относительно горизонта, то по мере уменьшения дифференциала давления бРпор снижается момент сил трения снега о неподвижный кож" . 5, соответственно падает абсолютная Величина давления Рп,р и степень зарядки гидроаккумуляторов ЗО и 31, и угол выброса снега относительно горизонта быстро восстанавливается практически до первоначально заданной величины. Уменьшение угла выброса снега зависит от соотношений обьема поршневой полости гидроцилиндра 7 в его рабочем положении и рабочих обьемов зарядки гидроаккумуляторов 30 и 31, а также от соотношения рабочего давления в поршневой полости запертого гидроцилиндра 7 и противодавления предварительной зарядки газовой фазой гидроаккумуляторов ЗО и 31 и на практике может составлять не более 5,4 Аналогично в режиме переключений, когда давление в одном из гидроаккумуляторов ЗО и 31 при каждом последующем шаге становится меньше, чем при предыдущем шаге переключения, то сначала соответствующий гидроаккумулятор отдает часть давления в поршневую полость гидро- цилиндра 7 до выравнивания давлений в этом гидроаккумуляторе и поршневой полости, и только затем в результате уменьшения давления по сравнению с предыдущим шагом происходит переключение уп равляющей полостью 27 или 28 гидрораспредели40 теля-инвертора 29 в противоположное крайнее положение.При изменении условий взаимодействия со снегом рабочего органа снегоочистителя, например скорости движения машины, толщины снежного покрова, объемной массы или углов вйутреннего и внешнего трения снега фактическая зона забрасцвания снега фрезерным питателем 1 в лопастной ротор 4 вновь смещается относительно оптимальной зоны, т.е, значение давления Рпор уходит от минимальной величины по кривой графика фиг. 4. Такое же смещение может произойти еще на стадии автоматического поиска минимума давления Рпор и оптимального смещения Орь Если при этом знак дифференциала и производной бРпор/сО, то система управления продолжает свою работу в указанном режиме, Если при этом величина давления переходит на противоположную ветвь графика фиг, 4 и имеем знак дифференциала и производной ОРпор/сО, т,е. при сохранении направления выдвижения штока гидроцилиндра 13 дисбаланс системы управления увеличивается и давление Рпор возрастает, то и величина давления на каждом последующем шаге сравнения гидрораспределителем-инвертором 29 становится больше, чем на предыдущем шаге, В результате этого происходит синхронное переключение гидро- распределителя-переключателя 22 и гидро- распределителя-инвертора 29. Например, при подаче давления гидрораспределителем-переключателем 22 в управляющую полость 27 и соединеннцй с ней гидро- аккумулятор 30 это давление становится больше, чем зафиксированное на предыдущем шаге гидроаккумулятором 31, и гидрораспределитель-инвертор переключается управляющей полостью 27 в соответствующее ее крайнее положение, в котором давление иэ гидроаккумулятора 30 передается через проходной канал в управляющую полость 35 гидрораспределителя 32, Поскольку подача давления из поршневой полости запертого гидроцилиндра 7 в управляющие полости 35 и 36 происходит в данном случае синхронно, а в результате падения давления на участке гидрораспределителя 14 до управляющей полости 35 (через гидрораспределители 22 и 29) давление в управляющей полости 36 больше, чем в управляющей полости 35, то гидрораспределитель 32 автоматически переключается в другое положение с перекрестными проходными каналами, штоковая полость гидроцилиндра 13 соединяется с напорной магистралью 15, его поршневая полость соединяется со сливной магистралью 16, и происходит втягивание штока гидроцилиндра 13 до дос. ижения оптимального смещения 1 орт ротора 4 от - льно центра фрезерного питателя ": и минимум:г давления в поршневой полос-и запе" о:о гидроцилиндра 7, При поледующи,. иагах переключения давления гидрора:.",ределителем-переключателем 22, например, в управляющую полость 26 и гидроакку-улятор 31 давление в управляющей по ист, 35 изменяется синхронно с давлением и; и равляющей полости 36. При переходе снегоочистителя в транспортное положение сис;-.ма автоматического управления может Гать отключенапри помощи вентиля 37,Формула изобретения ,. Рабочий орган роторного снегоочистителя, содержащий фрезерный питзтель с центральным окном в корпусе, с тыльной стороны которого смонтирован с возможностью вращения лопастной ротор, охваченнь:й поворотным кожухом с выбросным патрубком, и соединенный с кожухом гидро- цилиндр поворота, связанный посредством гидрораспределителя с напорной и сливной магистралями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем автоматической оптимальной установки лопастного ротора со смещением относительно центра фрезерного питателя до установки минимального действующего на кожух ротора поворотного момента от сил трения снега, кожух оотора и гидроцилиндр поворота смонтированц с возможностью перемещения относительно корпуса вдоль оси фоезерного питателя при помощи дополнительного гидроцилиндра, который посредством устройства автоматического управления связан с одной из полостей гидроцилиндра поворота через проходной канал. образованный в нейтральном положении указан ного гидрорасп ределителя,2, Рабочий орган по и, 1, о тл и ч а ющ и й с я тем, что устройство автоматического управления дополнительным гидроцилиндром включает в себя двухпозиционный гидроуправляемый гидрораспределительпереключатель, управляющие полости которого соединены с гидроаккумуляторами, а проходные каналы - с напорной и сливной магистралями и через который одна иэ.полостей гидроцилиндра поворота кожуха соединена со связанными с другими гидро- аккумуляторами управляющими полостями гидроуправляемого трехпозиционного гидрораспределителя-.инвертора с нейтральным среднимположением, через проходные каналы которого его управляющие полости связаны с одной управляющей поло 1684397стью дополнительного гидроуправляемого двухпозиционного гидрораспределителя, через проходные каналы которого и проходные каналы гидрораспределителя-инверторэ поости дополнительного гидроцилиндра соединены с напорной и сливной магистралями, причем другая управляющая полость дополнительного двухпозиционного гидрораспределителя соединена с указанной полостью Гидроцилиндра поворота ко жухэ.3. Рабочий орган по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что напорная магистраль соединена с проходными каналами гидро. управляемых гидрораспределителей-переключателя и гидрораспределителя-инвер тора через управляемый клапан, управляющая полость которого соединена с проход. ным каналом нейтрального положения гйдрораспределителя поворота кожуха,4. Рабочий орган по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что гидрораспределитель-переключатель имеет взаимно инверсированные в обоих положениях проходные каналы,посредством которых его управляющие полости соединены с напорной и сливной магистралями, и дополнительный проходной канал, посредством которого полость гидро цилиндра поворота кожуха соединена с одной из управляющих полостей гидрораспределителя-инвертора, причем каждая из управляющих полостей гидрораспределителя-переключателя соединена с напорной 10 магистралью через проходной канал гидрораспределителя-инвертора.5. Рабочий орган по и, 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что гидрораспределитель-инвертор имеет запертые в нейтральном сред нем положении каналы, два проходныхканала в каждом положении, посредством которых напорная и сливная магистрали связаны с дополнительным гидроцилиндром, один проходной канал в каждом край О нем положении, при помощи которогосоответствующий гидроаккумулятор его управляющей полости соединен с управляющей полостью гидроуправляемого двухпозиционного гид рорасп ределителя.2Дог Составитель Т.КашликТехред М.Моргентал едактор О.Спесивцх Корректор Т,Кол ельский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роизводственноЗаказ 3488 ТиражВНИИПИ Государственноо комитета по113035, Москва, ЖПодписное брегениям и открцтилм при ГКНТ СССРауискы. над,. 4/5