Вопрос №31.Виды питателей роторных снегоочистителей.

Питатель роторного снегоочистителя предназначен для отделения снега от массива (разработки снежного забоя) и подачи снежной массы в метательный аппарат - ротор. Питатель выполняется в виде двух расположенных один над другим шнеков (рис. 24) или одной фрезы. Шнеки изго­товляют однозаходными полностенными, а фрезу - ленточной безбара­банной и многозаходной. Шнек и фреза являются винтовыми питателя­ми. Они отличаются величиной соотношения шага винтовой линии и диаметра, а также углом подъема винтовой линии, частотой вращения и конструктивными элементами. Рабочий процесс взаимодействия шне­ка или фрезы со снегом зависит от конструкции рабочего органа.

Рис. 24. Рабочий орган шнекороторного снегоочистителя:

1,9 — выбросной патрубок; 2 — шнек; 3 — ротор; 4 — верхний соединитель-лист; 5 — рассекатель; 6, 8 — ножи; 7 — лыжи

Шнек имеет шаг винтовой линии, равный его диаметру. При этом обеспечивается угол подъема винтовой линии наружной кромки фрезы -18°. Время контакта массы снега, вырезанного из забоя, с винтовой ло­пастью в этих условиях больше времени одного оборота шнека. Снег транспортируется вдоль оси вращения шнеков. В зоне разгрузочного от­верстия снег не получает скорости, направленной в сторону ротора, что необходимо для его заброса в полость ротора. Шнеки обычно распола­гаются один над другим. Снег с верхнего шнека падает на нижний. Вер­хний шнек оказывается недогруженным, а нижний перегружен. Ниж­ний шнек не успевает опорожниться и многократно перебрасывает снег с одной половины на другую, перемешивая и перемалывая его.

У ленточной фрезы шаг винтовой линии больше диаметра, что обес­печивает угол 25-30° подъема винтовой линии. При таком соотноше­нии время контакта массы снега, вырезанной из забоя, с винтовой ло­пастью значительно меньше времени одного оборота. Снег тран­спортируется по плавной траектории из забоя в полость ротора.

При проектировании шнека или фрезы возникает необходимость в реализации двух противоречивых требований. Во-первых, необходимо уменьшить сопротивление резанию: вдавливание режущей кромки вин­товой лопасти в забой и отделение стружки от массива. Во-вторых, обес­печить эффективную и наименее энергоемкую разгрузку винтовой лопасти в зоне ротора.

Разделение зоны действия верхнего и нижнего шнеков позволяет существенно увеличить эффективность шнекового рабочего органа и повысить его режущую способность. Рабочее оборудование снегоочис­тителя состоит из расположенных один над другим однозаходных пол­ностенных вращающихся шнеков и ротора с поворотным кожухом, объе­диненных общей рамой. Режущая кромка шнеков для разработки проч­ного снега снабжена выступами, выполненными заподлицо с винтовой поверхностью шнеков. Верхний и нижний шнеки разделены конусны­ми рассекателями, располагающимися симметрично по обе стороны ро­тора. Рассекатели состоят из плоского конусного ножа для разделения снежного пласта и конусного ограничителя, препятствующего в зоне транспортирования вырезанной снежной массы пересыпанию ее с верх­него шнека на нижний. Задняя кромка конусных рассекателей не пере­секает входного отверстия ротора. Передняя кромка рассекателей захо­дит в зону ротора на одну треть его диаметра. В этом случае рассекатель не встречает большого лобового сопротивления и способствует более равномерному заполнению ротора.

Установка двух-, трехленточных шнеков также повышает эффектив­ность рабочего оборудования. Это важно для заполнения снегом высокопроизводительных метателей с низкой окружной скоростью (глубоких роторов), обеспечивающих невысокую дальность отбрасывания. Скоро­стная очистка магистральных автодорог эффективно осуществляется ра­бочим органом в виде трехзаходного ленточного шнека. Последний имеет переменный угол подъема режущей кромки, изменяющийся от 12° на периферии до 24° в зоне ротора. Шнек плавно разгоняет снежную массу и забрасывает ее в ротор без излишнего перемешивания, перемалыва­ния и уплотнения. Подача лопасти при внедрении в забой за один обо­рот у трехзаходного шнека существенно меньше, чем у однозаходного. Режущая способность шнека повышается. Однако технология изготов­ления оборудования усложняется. Это препятствует его широкому ис­пользованию.

Шнекороторные рабочие органы оснащают питателями, которые вы­полняют в виде двухзаходных ленточных шнеков. Эксперимен­тально установлено, что для обеспечения разгрузки в зоне ротора снежная масса должна заполнять не более половины радиуса шнека. Это позволяет выполнить рабочую поверхность шнека в виде ленточной лопасти. Для по­вышения режущей способности, прочности и динамической устойчиво­сти шнека в целом устанавливают симметрично вторую лопасть.

Материалоемкость двухзаходного ленточного и однозаходного пол­ностенного шнеков практически одинакова. Уменьшение удельных нагрузок позволяет каждую лопасть двухзаходного шнека изготовлять более тонкой.

В существующих конструкциях шнеки приводятся во вращение Цепной передачей, расположенной сбоку рабочего органа. Крутящий момент от двигателя передается к входному валу коническо-цилинд-рического редуктора. На одном из выходных валов редуктора закреп­лен ротор. От другого вала посредством карданной передачи приво­дится во вращение ведущая звездочка цепной передачи шнекового рабочего органа. Система имеет существенные недостатки: несиммет­ричность рабочего органа, которая приводит к уводу машины в забое в сторону; малая надежность и большие габариты цепной передачи, переменные динамические нагрузки и высокая частота вращения звез­дочек; наличие дополнительной карданной передачи; наличие гро­моздкой металлоконструкции для крепления опор карданной и цеп­ной передач; большое лобовое сопротивление; повышенная материа­лоемкость вала шнека для обеспечения его прочности при большом пролете между опорами.

Центральный привод шнеков от вала ротора зубчатой передачи ука­занных недостатков не имеет. Оборудование обладает высокой надеж­ностью. Разделение каждого шнека на две половины позволило сокра­тить удельную материалоемкость. Оснащение шнеков автоматическим предохранительным устройством позволило исключить трудоемкую опе­рацию по замене срезных пальцев в традиционных рабочих органах. Центральный привод фрезы от вала ротора широко используется при создании фрезерно-роторных рабочих органов.

Фрезерные питатели бывают двух типов: с опорами вала фрезы по бокам и в центре рабочего органа (рис. 25) и с опорами только в цент­ре. Отсутствие боковых опор позволяет разрабатывать забой торцовыми гранями и обеспечивает маневренность машины в плотном снегу. Такая конструкция не требует специального обеспечения соосности правой и левой полуфрез. Лопасть фрезы должна обеспечивать: вырезание струж­ки снега из забоя, транспортирование снега в полость ротора, а также передавать без остаточных деформаций возникающие динамические на­грузки до предохранительного устройства. Поэтому лопасти, ширина которых не должна превышать 120-150 мм при толщине 10—12 мм, де­лают повышенной жесткости. Их закрепляют по бокам к коническим опорам, обладающим высокой прочностью для передачи нагрузок на вал. Демпфирование лопасти путем установки между лопастью и опорой (спицей, конусом) резиновых амортизаторов нерационально. Наруша­ется процесс резания снега лопастью (изменяется угол резания). Зазор между лопастью и кожухом фрезы также изменяется, что ухудшает усло­вия транспортирования вырезанной массы снега. Возникают также труд­ности при обеспечении прочности и жесткости амортизаторов в условиях температурных перепадов и повышенной динамики колебательного про­цесса. Рациональной является конструкция в виде жесткой системы (ло­пасть—спица—вал) с быстродействующим предохранительным устройством.

Рис. 25. Установка фрезерных рабочих органов:

а — с опорами вала в центре и с боков; 6 - без боковых опор:

1 - лопасть; 2 - спица; 3 - вал; 4 - опора; 5 - кожух; 6 - привод