Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

КОМПЛЕКТ МАШИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВРЕМЕННЫХ ЗИМНИХ ДОРОГ

Егоров А.Л. 1 Мерданов М.Ш. 1 Черняков Е.Н. 1 Чернякова О.О. 1
1 ГОУ ВПО «Тюменский Государственный нефтегазовый университет»
Основными операциями при строительстве временных зимних дорог являются выравнивание верхнего слоя снега и дальнейшее его уплотнение. В настоящее время для выравнивания неровностей на дорожном полотне из снега и его предварительного уплотнения в большинстве случаев используются волокуши кустарного изготовления. Авторами предлагается новый двухотвальный плуг. В плуге, содержащем расположенные под углом друг к другу ребра, закрепленные вдоль них ножи и распорные элементы, связывающие ребра, новым является то, что ребра клина выполнены в виде шарнирно сочлененных траков, нижняя часть каждого из траков выполняет функцию ножей, при этом распорный элемент с поперечным ножом у основания клина образует планировочный карман, предназначенный для засыпания неровностей и уплотнения дороги. Для повышения качества уплотнения снега и способности армирования дороги авторами предложен прицепной паровой каток. Устройство относится к дорожным машинам, а именно к машинам для уплотнения снега. Указанный результат достигается тем, что в горизонтальные трубы решетчатого катка подается пар, нагревающий эти трубы и прожигающий в процессе уплотнения через форсунки вертикальные отверстия в снегу. Предложенный комплект машин для строительства временных зимних дорог, при небольших финансовых вложениях и добавлении в технологию строительства дополнительной операции армирования, позволит существенно повысить качество строительства и содержания временных зимних дорог, а также существенно продлить срок эксплуатации дороги.
прицепной паровой каток
машины и оборудования для строительства дорог
армирование снега
уплотнение снега
временные снеголедовые дороги
1. Котков Д.П., Мерданов Ш.М., Егоров А.Л., Закирзаков Г.Г. Двухотвальный плуг для очистки дорожных покрытий : патент РФ № 2270288.2004. Бюл. № 5.
2. Мерданов Ш.М. Прицепной паровой каток / Ш.М. Мерданов, А.Л. Егоров, А.В. Шаруха // Интерстроймех-2005 : материалы науч.-техн. конф. - Тюмень, 2005. - Ч. 1. - С. 165-167.
3. Мерданов Ш.М. Пути совершенствования строительных машин / Ш.М. Мерданов, Н.Н. Карнаухов, Г.Г. Закирзаков и др.; под общ. ред. Ш.М. Мерданова. — Тюмень : Экспресс, 2005. — 280 с.
4. Технические основы создания машин : учебное пособие / Ш.М. Мерданов, А.Л. Егоров, Д.В. Райшев и др. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2013. – 260 с.
5. Шакмаков А.Ф., Мерданов Ш.М., Обухов А.Г. и др. Моделирование процесса уплотнения снега пневмоколесным катком // Научно-технический вестник Поволжья. – 2012. – № 4 – С. 227-230.

Основными операциями при строительстве временных зимних дорог являются выравнивание верхнего слоя снега и дальнейшее его уплотнение.

В настоящее время для выравнивания неровностей на дорожном полотне из снега и его предварительного уплотнения в большинстве случаев используются волокуши [3; 4].

Наибольшее распространение нашли волокуши кустарного изготовления, пример одной из них приведен на рисунке 1. Она состоит из сварной конструкции в виде треугольника и выполнена из труб. По бокам конструкции трубы большого диаметра, распорки выполнены из труб меньшего диаметра.

Рисунок 1 - Волокуша из труб

Данное приспособление имеет ряд недостатков, таких как постоянная ширина, большой габарит и невозможность трансформации в транспортное положение.

Для устранения всех недостатков имеющихся волокуш и повышения качества планировочных работ нами был предложен двухотвальный плуг (рис. 2). Данное устройство [1] относится к средствам для очистки улиц и дорог, а именно к прицепным снегоочистителям.

В двухотвальном плуге, содержащем расположенные под углом друг к другу ребра, закрепленные вдоль них ножи и распорные элементы, связывающие ребра, новым является то, что ребра клина выполнены в виде шарнирно сочлененных траков, нижняя часть каждого из траков выполняет функцию ножей, при этом распорный элемент с поперечным ножом у основания клина образует планировочный карман, предназначенный для засыпания неровностей и уплотнения дороги.

Выполнение ребер в виде шарнирно сочлененных траков способствует гашению боковых усилий, возникающих при наезде на препятствие, и уменьшает боковые смещения. Планировка поверхности повышается за счет того, что в задней части конструкции смонтирован планировочный карман, а также за счет того, что вся конструкция гибкая.

Рисунок 2 - Двухотвальный плуг

При движении двухотвального плуга производится разгребание и отваливание снега. Нижние части каждого из траков срезают различные препятствия на дороге и мелкие неровности, их дополнительно срезает и удаляет поперечный нож. Часть снега, попавшая в карман, выполняет дополнительную функцию: засыпает неровности и уплотняет снежный покров дороги. Траки соединены между собой шарнирно, что позволяет удержать двухотвальный плуг от бокового смещения при наезде на препятствие.

Двухотвальный плуг производит не только разгребание и отваливание снега, а также планирование, но и выполняет функцию уплотнения оставшегося после его прохода снегового покрова, улучшая тем самым качество дороги.

В качестве тягача был выбран гусеничный транспортер - тягач, так как он используется в других технологических операциях при строительстве зимней дороги (рис. 3).

Рисунок 3 - Гусеничный транспортер с двухотвальным плугом

Снегоболотоходные машины предназначены для использования в регионах с тяжелыми почвенно-климатическими условиями. Используются для перевозки людей и различных грузов по бездорожью в условиях заснеженной целины и лесисто-болотистой местности в районах Заполярья и Крайнего Севера. Независимая торсионная подвеска дает возможность двигаться по пересеченной местности с высокой скоростью. Водные преграды транспортер преодолевает на плаву. Машина может преодолевать песчаное и болотистое бездорожье, снежные заносы и водные преграды в любое время года.

Для повышения качества уплотнения снега и способности армирования дороги нами предложен прицепной паровой каток [2]. Устройство относится к дорожным машинам, а именно к машинам для уплотнения снега.

Рисунок 4 - Прицепной паровой каток

Указанный технический результат достигается тем, что в горизонтальные трубы решетчатого катка (рис. 4) подается пар, нагревающий эти трубы и прожигающий в процессе уплотнения через форсунки вертикальные отверстия в снегу.

Решетчатый каток содержит обечайку, вал, ступицу, вертикальные трубы, горизонтальные трубы с расположенными на них паровыми форсунками, выпускной коллектор, рукав, впускные окна, патрубки.

При движении катка пар подается под давлением по рукаву к выпускному коллектору; когда труба переходит в нижнее положение, впускное окно совпадает с выпускным коллектором и пар поступает по патрубку в трубу, где через паровые форсунки выходит вертикально вниз и прожигает снег.

В качестве базовой машины для прицепного парового катка выбрана паровая промысловая установка ППУА-1600/100 на шасси автомобилей повышенной проходимости УРАЛ 4320-1912-30 (КАМАЗ 43118 (6х6), КРАЗ 65101-100). Данная машина предназначена для различного нефтепромыслового оборудования, требующего насыщенного водяного пара высокого давления, а также для обогрева и мойки техники. Дооснащенная прицепным паровым катком машина представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Промысловая паровая установка с паровым катком

После прохода катка на снежном полотне остается решетчатый след с вертикальными прожжёнными отверстиями (рис. 6). Через 4 ч. после прохождения катка решетчатый след заливают водой. Замерзшая вода в решетчатом следе и представляет собой арматуру. Дальнейшее наращивание снега с последующим уплотнением и планировкой [5].

Рисунок 6 - След парового катка

Если провести поперечное сечение в дорожном полотне, то можно увидеть «слоеный пирог», внутри которого арматура в виде льда (рис. 7).

Рисунок 7 - Поперечный профиль армированной дороги

Армирование можно проводить в один слой или несколько в зависимости от участка дороги.

Таким образом, предложенный комплект машин для строительства временных зимних дорог, при небольших финансовых вложениях и добавлении в технологию строительства дополнительной операции армирования, позволит существенно повысить качество строительства и содержания временных зимних дорог, а также существенно продлить срок эксплуатации дороги.

Рецензенты:

Захаров Николай Степанович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Сервис автомобилей и технологических машин», ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень.

Мерданов Шахбуба Магомедкеримович, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Транспортные и технологические системы», ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень.


Библиографическая ссылка

Егоров А.Л., Мерданов М.Ш., Черняков Е.Н., Чернякова О.О. КОМПЛЕКТ МАШИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВРЕМЕННЫХ ЗИМНИХ ДОРОГ // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10201 (дата обращения: 07.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074