Д. А. ШАЛМАН
Снегоочистители
Конструкции, теория и расчет
Издание второе,
переработанное и дополненное
ЛЕНИНГРАД
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1973

Ш 18
УДК 625. 768. 5
Шалман Д. А. Снегоочистители. Изд. 2-е,
переработ. Л., «Машиностроение», 1973. 216 с.
Книга содержит классификацию, конструктивные
требования и описание отечественных и наиболее
прогрессивных зарубежных дорожных и аэродромных
снегоочистителей. Изложены методики физического моделирования
процессов, определения геометрических параметров и
построения отвалов плужных снегоочистителей, а также
основы теории и методики расчета плужных и роторных
снегоочистителей. Во втором издании (1-е изд. 1967 г.)
даны результаты экспериментально-теоретических
исследований и обобщены материалы для инженерного расчета
и конструирования новых машин, отличающихся высокой
производительностью и минимальной энергоемкостью.
Приведены материалы по технико-экономическому
анализу и расчету экономической эффективности от
применения новых конструкций снегоочистительных машин.
Книга предназначена для научных и
инженерно-технических работников научно-исследовательских и про-
ектно-конструкторских организаций, машиностроительных
заводов и эксплуатирующих хозяйств, занимающихся
вопросами исследования, расчета, проектирования и
эксплуатации снегоочистительных машин. Она может быть
также полезна студентам строительных и автодорожных
вузов.
Табл. 29. Ил. 106. Список лит. 34 назв.
Рецензент канд. техн. наук И. М. Эвентов
Редактор инж. В. Г. Клементьев

ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивами XXIV съезда КПСС по девятому пятилетнему плану
развития народного хозяйства предусмотрен ввод в действие новых
автомобильных дорог с твердым покрытием протяженностью не
менее 110 тыс. километров. Это потребует решения задач, связанных
со значительным расширением службы содержания дорог на
протяжении всего года.
Неудовлетворительное зимнее содержание дорог приводит к
снижению скорости движения автомобилей, неполноценному их
использованию и простою, а также значительному удорожанию
автомобильных перевозок. Снег с проезжей части дорог и аэродромов
должен удаляться регулярно, так как с течением времени он
приобретает все большую прочность и плотность и требует применения
более совершенных и дорогих механизмов и машин. На
автомобильных дорогах с интенсивным движением транспорта должна вестись
регулярная патрульная снегоочистка, в процессе которой снег,
удаляемый с проезжей части, будет обязательно отброшен в сторону
на такое расстояние, чтобы предотвратить образование снежных валов
вблизи обочины и тем самым исключить или хотя бы существенно
ограничить последующую снегозаносимость во время метелей.
Затраты на очистку дорог от снега относительно невелики по
сравнению с потерями транспорта от заносов, особенно при
интенсивном его движении. По данным СоюздорНИИ, при снежных
заносах средней силы и интенсивности движения 4500 автомобилей в
сутки, суточные потери транспорта при отсутствии снегоуборки
превышают затраты на содержание дороги в течение всего зимнего
периода.
В монографии использованы проектно-конструкторские
разработки, выполненные во ВНИИземмаще под руководством главных
конструкторов А. П. Таранина, В. Г. Степанова, А. Е. Казими-
рова, И. А. Ремизова и В. И. Шеянова, на Минском заводе «Ударник»
(гл. конструктор А. И. Василевский) и Северодвинском заводе
дорожных машин (гл. инженер И. И. Кожемяченко). Изложенные
в книге основы теории и материалы теоретических и
экспериментальных исследований, а также рекомендации по расчету
снегоочистителей разработаны в лаборатории снегоочистительных машин
ВНИИземмаша под руководством й с участием автора.
В книге принята система физических величин МКГСС Для
перевода в международную систему СИ можно руководствоваться
I* 3

следующими соотношениями: 1 кГ я^ 10 Н; 1 кГ-м^ 10 Н-м;
1 кГ/см2 & 105 Па; 1 кГ/мм2 « 107 Па; 1 квт-ч = 3,6.106 Дж;
1 кГ-м/сек ^ 10 Вт; \ л. с & 735 Вт; 1 км/ч & 0,278 м/с; 1 м/ч&
^ 0,278-10"3 м/с; 1 об/жая =-jr- с"1; 1 л/мин = -^ м3/с.
Автор выражает благодарность инженерам И. Д. Кривченко
и Ф. Д. Котовой за помощь в подготовке материалов рукописи.
Все замечания и предложения по книге просим направлять в адрес
издательства.

ГЛАВА I
Физико-механические свойства снега
Среди факторов, определяющих методы, условия и средства для
очистки дорог и аэродромов от снега, характер формирования
снежного покрова и физико-механические свойства снега играют весьма
важную роль.
Снежный покров на дорогах и аэродромах образуется в
результате снегопадов и метелей, а в горных местностях, кроме того,
вследствие падения снежных лавин; на его формирование оказывают
влияние климатические и природные условия. При спокойном снегопаде
(в безветренную погоду) или при верховой метели (когда выпадение
снега происходит при ветре, но нет переноса частиц ранее выпавшего
снега) образуется обычно равномерный покров снега небольшой
толщины и незначительной плотности и прочности. При поземках
(переносе частиц ранее выпавшего снега с незначительным поднятием
снега над уровнем снежного покрова) и особенно при низовой
метели, когда снежные частицы переносятся высоко над уровнем
снежного покрова, образуются заносы, которые даже при отсутствии
снегопада нередко достигают большой толщины и значительной
плотности и прочности. Снежные отложения на горных дорогах,
образующиеся в результате падения лавин, имеют весьма
значительные объемы и состоят из очень плотного снега, как правило,
содержащего твердые включения.
Слой снега на поверхности земли не является простым скоплением
снежинок, выпавших из облаков. Из-за разности температур по
высоте снежного покрова происходит процесс сублимации: снег,
расположенный в нижних, более теплых слоях, переходит из
твердого состояния в парообразное и, поднимаясь в верхние слои,
охлаждается, образуя ледяные корки. После новых снегопадов эти
ледяные слои оказываются в глубине покрова, и под влиянием
непрерывного изменения метеорологических условий снежный слой
оказывается состоящим из различных видов снега, вследствие чего его
структура и. физико-механические свойства неодинаковы по высоте
снежного- покрова и зависят от многих факторов.
Различают следующие группы и виды снега: свежевыпавший
(сухой и влажный); уплотненный лежалый (осевший сухой, осевший
влажный и метелевый); старый, фирнизованный (мелкозернистый,
среднезернистый, крупнозернистый и снег-плывун).
Свежевыпавший снег при спокойных снегопадах состоит из
снежинок, лежащих друг над другом в разных плоскостях. Сухой
5

свежевыпавший снег образуется преимущественно при низких
температурах, свежевыпавший влажный снег — либо из влажных,
слипшихся снежинок при температурах, близких к нулю, либо из сухого
свежевыпавшего снега при оттепелях. Уплотненный снег,
образовавшийся за счет оседания под действием собственного веса, ветра и
температурных изменений, состоит из измененных по форме и
сохраняющих свою первичную кристаллическую структуру
снежинок.
Уплотненный метелевый снег имеет преимущественно
мелкозернистую структуру. Старый снег образуется под воздействием
сублимации или таяния и повторного замерзания; первичная структура
и форма кристаллов снежинок утрачивается, и происходит процесс
фирнизации.
Различие в плотности свежевыпавшего снега обусловлено
главным образом влиянием ветра. В безветренную погоду снег имеет
очень рыхлую структуру, и кристаллы соприкасаются друг с другом
лишь в отдельных точках. Но даже при небольшом ветре легкие
частицы подхватываются и, продвигаясь по поверхности снежного
покрова, дробятся, после чего присоединяются к растущему снежному
слою. Таким образом, в зависимости от условий выпадения свежий
снег может иметь различную плотность.
Снежные отложения, образовавшиеся в результате обвала снега
в горах, представляют собой в основном однородную сплошную
массу с неровной поверхностью. Но в ее толще встречаются
снежные комья и глыбы значительных размеров и неоднородного
строения.
Многолетние исследования, проведенные отечественными и
зарубежными учеными, позволили накопить ценные сведения о физико-
механических свойствах снега. Наиболее важными его свойствами,
влияющими на способы и характер снегоочистки, являются
сопротивление снега различным видам деформации, некоторые физические
и фрикционные свойства.
1. Прочностные свойства
Как и для других материалов, поведение снега при механическом
воздействии на него определяется характером изменения угла
сдвига у в зависимости от времени t и напряжения сдвига т. Для
идеально упругого вещества деформация не зависит от времени,
растет пропорционально напряжению и после снятия нагрузки
возвращается к нулю. Такие вещества подчиняются закону Гука
где G — модуль сдвига.
Для идеально вязкого вещества величина деформации при
постоянном направлении сдвига изменяется пропорционально времени,
а скорость изменения деформации растет пропорционально напря-
6

жению. После снятия нагрузки не происходит обратного процесса,
и эти материалы подчиняются закону Ньютона
Ж ~~ ц > к }
где ц — коэффициент вязкости.
Обычно поведение технических материалов полностью не
подчиняется ни одному, ни другому закону, и у них проявляются как
упругие, так и пластические свойства. Но в отличие от.вязких
жидкостей, изменяющих пластические свойства под воздействием даже
небольшой нагрузки, фазы упругих и пластических преобразований
у этих материалов разделены границей текучести, после
перехода которой наступает остаточная деформация.
В зависимости от температуры и нагрузки снег
проявляет качества упругих твердых тел, пластических
материалов или вязких жидкостей [30]. Подвергнутый
сжатию под действием небольшой нагрузки снег почти
не деформируется при низкой температуре, при
высокой температуре та же нагрузка вызывает
значительную остаточную деформацию. С приближением
температуры к нулю снег теряет упругие свойства и ведет
себя подобно вязкой жидкости.
Математическое описание деформации материала, P*10-!1- Схе"
состоящей из суммы упругих и пластических изменений, раг^ модели
представлено Максвеллом: ' °Увинка-
, , 1 — поршень;
#У Ц^ 1 I J_ /q\ 2 — пружина;
dt ~ dt G "" TJ ' \°) 3 — цилиндр
Физическое объяснение характера изменения деформации любого
материала, состоящей из суммы упругих и пластических деформаций,
наглядно представлено на модели Р. Гоувинка (рис. 1), выполненной
в виде пружины и поршня, двигающегося в вязкой жидкости. Если
к цилиндру приложить мгновенную нагрузку Р, то реагирует только
пружина; когда нагрузка действует длительное время, в действие
приходит также поршень, и упругая деформация складывается
с остаточной. Скорость деформации определяется величиной
нагрузки, упругостью пружины и вязкостью жидкости.
Интегрируя выражение (3), получаем
Из анализа полученного выражения вытекает, что одна и та же
деформация может быть получена либо приложением мгновенной
большой нагрузки, либо путем приложения небольшой нагрузки
на протяжении длительного времени. Если угол сдвига величина
постоянная, то ~~ = 0 и
(5)
7

Где t0 — напряжение сдвига при / = 0; е — основание йаТураЛь-
ных логарифмов.
Уравнение (5) дает представление о характере изменения во
времени напряжения сдвига т.
Величина -5-
7\ носящая
сек
название «время релаксации»,
устанавливает связь между упругой и пластической деформацией:
большое время релаксации является признаком преобладания
упругой деформации, небольшое — пластической.
Так как модуль упругости снега изменяется незначительно (для
снега средней плотности модуль сдвига G ^ 105 /с/7ж2), а
коэффициент вязкости г) в
зависимости от температуры
меняется в весьма широких
пределах—от 106до 1011 кГ-сек/м2,
время релаксации в
диапазоне температур от 0° С до
—40° С изменяется тоже в
очень широком диапазоне —
от 10 до 106 сек (рис. 2). Это
означает, что снег при
температуре —40° С может иметь
более продолжительное время
релаксации, чем, например,
100
60
40
20
\ 1
l\ —A
. 1
/";
/£7
5
12 14 16 t cen
Рис. 2. График изменения времени релак- р рр
сации лед при —5 С, а для
мокрого снега время релаксации
составляет лишь доли секунды. Таким образом, снег может
проходить через резко отличные друг от друга стадии: самые малые
величины релаксации близки к времени релаксации растворимого
стекла, максимальные—соответствуют времени релаксации твердых
веществ.
Из изложенного вытекает, что при относительно высоких
температурах и статических нагрузках (например, под влиянием
собственного веса снежного покрова) снег можно рассматривать как вязкую
сжимаемую жидкость, и уплотнение снега происходит за счет более
компактного распределения снежинок и вытеснения находящегося
между ними воздуха вследствие пластической деформации. При
динамических процессах, например при механизированной
снегоочистке или лавинном обвале, следует учитывать упругие свойства
снега.
Сопротивление разрыву и сдвигу. Сопротивление снега разрыву
невелико и находится в диапазоне от 0,01 до 0,09 кГ/см2 [11]; по
данным исследований физико-механических свойств снега,
проведенных в Хибинах [6], оно увеличивается с увеличением плотности
при переходе снега из свежего в уплотнившийся и далее — в молодой
фирновый, достигая максимума в последнем. При переходе снега
в фирновый сопротивление разрыву уменьшается- С увеличением
влажности сопротивление снега разрыву уменьшается.
8

Сопротивление сдвигу увеличивается с увеличением плотности
и с уменьшением влажности снега; в среднем для свежевыпавшего
снега оно составляет 0,005 кГ/см2у для фирнового достигает
0,36 кГ/см2 [11 ] и его зависимость от сцепления с (удельного усилия,
необходимого для разъединения частиц при сдвиге) и нормального
давления сг определяется формулой Кулона
х = с + а/2, (6)
где /2 — коэффициент внутреннего трения.
Если известно сдвигающее усилие F, вес сдвигаемого слоя снега Q
и сечение сдвигаемой площадки s, то значение с определяется из
выражения
«-Ц2., (7)
полученного из выражения (6) после умножения обеих частей
равенства на s.
Согласно данным исследований [6], сцепление увеличивается
с увеличением плотности снега, а также при переходе его из свежего
в уплотнившийся и в молодой фирновый, достигая максимума в
фирновом. Сопротивление сцепления в полтора — четыре раза больше
сопротивления разрыву. По фирновому насту сцепление обычно
меньше, чем внутри слоя, и, подобно сопротивлению разрыву, для
влажного снега оно меньше, чем для сухого.
Для искусственно уплотненного снега значение с в кГ/см2
определяется по предложенной А. Л- Горбуновым эмпирической формуле
c~0,9p*l/TTW> (8)
где р — плотность снега в г/см2,- It] — абсолютная величина
температуры снега в °С.
Сопротивление резанию. Тяговый и энергетический расчеты
машин, разрабатывающих снег, удобно производить с помощью
условного коэффициента сопротивления резанию kpe3, включающего
в себя сопротивления всех элементарных видов деформаций и
выражающего усилие, необходимое для срезания слоя снега с поперечным
сечением, равным одному квадратному метру или квадратному
сантиметру. Величину этого коэффициента определяют обычно с помощью
металлической рамки и пружинного динамометра. Вдавленная в снег
рамка соединяется с динамометром и усилием руки, приложенной
к динамометру, вытаскивается из снега. По наибольшему
показанию динамометра Ррез определяют коэффициент сопротивления
резанию
Ррез
крез •
(9)
где F — вписанная площадь рамки.
Исследованиями А. Л. Горбунова установлено, что для снега
в естественном состоянии коэффициент сопротивления резанию
9

растет с увеличением плотности снега. По результатам испытания
снега в естественном состоянии на «лобовое резание», при котором
режущая кромка располагалась перпендикулярно к направлению
движения ножа, поставленного под углом резания 37°, получены
значения коэффициента сопротивления резанию, представленные
в табл. 1.
Таблица 1
Коэффициент сопротивления резанию kpe3 в кГ/см2 для снега
в естественном состоянии
Вид снега
Рыхлый
Слабоуплотненный
Плотный из
мелкозернистого фирна
Плотный из малосвязного
крупнозернистого фирна
Плотный, слежавшийся
под давлением верхних
слоев
Плотность
снега
в г/см3
0,12—0,18
0,20—0,28
0,30—0,36
0,37—0,44
0,28—0,35
0,38—0,48
0,42—0,52
Температура снега
от —1 до —3
0,007—0,018
0,02—0,04
0,03—0,06
0,06—0,11
0,04—0,07
0,05—0,1
0,08—0,17
от —4 до —22
0,002—0,008
0,015—0,03
0,04—0,07
0,1—0,16
0,03—0,06
0,04—0,07
0,14—0,22
в °С
ниже —22
0,004—0,012
0,02—0,05
0,05—0,10
0,12—0,18
0,05—0,09
0,07—0,10
0,18—0,30
Эти данные получены при срезании пласта сечением s = 200 см2
(шириной 40 см и толщиной 5 см).
Исследования того же автора для искусственно уплотненного
снега, проведенные на пласте толщиной 2 см, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Коэффициент сопротивления резанию kpe3 в кГ/см2
для искусственно уплотненного снега
Вид снега
Слабоуплотненный
Плотный
Очень плотный
Плотность
снега
в г/см*
0,30—0,40
0,45—0,52
0,55—0,65
Температура снега в °С
от —1 до —3
0,05—0,12
0,10—0,25
0,20—0,35
от —4 до —22
0,08—0,25
0,15—0,40
0,30—0,80
ниже —22
0,15—0,35
0,30—0,80
0,70—1,30
Значения kpe3 в кГ/см2 для искусственно уплотненного снега
представлены автором исследований в виде' эмпирической формулы:
V3~o,5P2i/TTW- (i°)
10

Применение в тяговых и энергетических расчетах коэффициента
сопротивления резанию kpe3, базирующееся на так называемой
рациональной формуле академика В. П. Горячкина, предполагает, что
его значение не зависит от сечения срезаемой стружки.
Многими исследователями, однако, установлено, что при работе
на стружках малого сечения значение этого коэффициента меняется
в очень широком диапазоне в зависимости от толщины стружки.
Исследованиями [2] и [16], проведенными на грунтах, показано, что
этот коэффициент находится в гиперболической зависимости от
толщины стружки Ь
kpes = j,, (И)
где А — постоянная, зависящая от физико-механических свойств
грунта и конструкции режущего органа; п <— показатель степени,
п<\.
Для снега нет еще достаточно апробированных данных, по
которым можно установить истинное значение п. Но анализ
экспериментальных данных исследований шнековых и фрезерных питателей
роторных снегоочистителей, проведенных на протяжении многих
лет ВНИИземмашем, дает основания считать, что эта зависимость
подчиняется закону, представленному выражением (И), и
показатель степени п близок к 0,4.
Используя в качестве исходных данные исследований,
полученные А. Л. Горбуновым, можно определить значение постоянной А
из выражения (11). Для снега в естественном состоянии
A = kpta.&*~\$kpta\ (12)
для снега искусственно уплотненного
Л = крез• 2 ' ^^ 1 ,окрез, (1 о)
где значение kpe3 представлено табл. 1 и 2.
Несущая способность снега. Несущая способность снега как
дорожной одежды, если он не подвергался специальной обработке,
повышающей его прочностные свойства, характеризуется быстрым
изменением состояния в зависимости от воздействия внешних
факторов и прежде всего от изменения температуры окружающего
воздуха. Свежевыпавший снег обладает незначительной несущей
способностью, но по мере увеличения плотности и твердости его несущая
способность возрастает, и допускаемая на него нагрузка может.
достигнуть значительных размеров, обеспечивающих скоростное
движение по нему транспорта. Однако уплотнение снега проходящим
транспортом не может гарантировать получение дорожной одежды
с достаточно хорошей несущей способностью, так как с погружением
колеса и гусеницы в снег увеличивается сопротивление движению
вследствие неравномерности образующейся толщины снежного
покрова.
11

Движение автомобильного транспорта по дороге, покрытой
рыхлым снегом, практически возможно при толщине покрова, не
превышающей 25—30 см; при толщине 5 см — движение грузовых
автомобилей возможно со скоростью, не превышающей 50 км/ч; при
толщине до 10 см — скорость автомобилей снижается до 15 км/ч,
а движение автопоездов уже невозможно; при толщине до 20 см
движение автотранспорта возможно на скоростях 5—15 км/ч только
с цепями противоскольжения; еще меньшие скорости у автомобилей
при толщине покрова более 20 см. Проходимость гусеничных машин
обычно ограничена размером дорожного просвета.
Допускаемые на снег и лед вертикальная нагрузка от лыж
снегоочистительного оборудования и горизонтальная нагрузка от
ведущих колес и гусениц приведены по данным [11 ] в табл. 3.
Допускаемая нагрузка на снег и лед
Таблица 3
Вид снега
Очень" рыхлый
Рыхлый
Средней плотности
Плотный
Очень плотный
С прослойками льда
Лед
Плотность
снега
в г/см9
До 0,10
0,11—0,25
0,26—0,35
0,36—0,50
0,51—0,60
0,65—0,85
0,92
Вертикальная
нагрузка
в кГ/см2
0,03—0,05
0,05—0,12
0,12—0,4
0,4—0,8
0,8—1,5
1,5—6,0
6,0—12,0
Горизонтальная
нагрузка
в кГ/см2
0,005—0,01
0,01—0,025
0,025—0,08
0,08—0,16
0,16—0,30
Лед дробится
—
2. Основные физические свойства
Наиболее важными физическими свойствами снега,
определяющими условия эксплуатации и проектирования машин и
оказывающими непосредственное влияние на экономичность процесса уборки
снега, являются его плотность, твердость и влажность.
Плотность снега. Под плотностью снега, характеризующей
массу, заключенную в единице объема, понимают его объемный вес,
т. е. отношение веса воды, полученной из взятой снежной пробы,
к объему снега. Плотность снега определяют плотномером
(снегомером), состоящим из мерного полого металлического цилиндра и
пружинных или рычажных весов [11]. Хорошо зарекомендовал
себя в работе удобный в эксплуатации и компактный снегомер
производства Тбилисского завода гидрометприборов.
Плотность снега может меняться в очень широких пределах:
от 0,01 г/'см3 для свежевыпавшего до 0,8 г/см3 для обледенелого.
На практике обычно имеют дело со снегом, плотность которого лежит
в пределах от 0,1 до 0,6 г/см3, и этим диапазоном значений плотности
руководствуются при проектировании снегоочистительных средств.
12

На протяжении зимы снежный покров непрерывно уплотняется,
в течение каждого месяца плотность его увеличивается в среднем на
10—12% [3]. В сечении снежный покров состоит обычно из слоев,
плотность которых возрастает с глубиной. Как правило,
нижерасположенный снег возникает раньше верхнего и более подвержен
процессу фирнизации. В первом приближении можно считать, что
плотность снега от некоторого начального своего значения на
поверхности слоя увеличивается пропорционально глубине залегания.
Очень разительны колебания плотности снега на горных дорогах.
Поданным испытаний, проводившихся под руководством В. Г. Кле-
меньтева в 1964—1965 гг. в высокогорных условиях района Саланг,
плотность снега, наметанного у косогорного откоса, а также в
отложениях от снегопадов 1,5—2 месячной давности, составляла от 0,30—
0,32 г/см3 на глубине 20 см до 0,60—0,64 г/см3 на глубине 100—
120 см.
Плотность свежевыпавшего снега тем больше, чем меньше размер
снежинок, и находится в прямой зависимости от температуры воздуха
при снегопаде [15].
Среднее значение плотности свежевыпавшего снега в г/см3 в
зависимости от температуры воздуха при снегопаде в °С характеризуется
следующими данными:
Выше 2,0
0,196
В широком диапазоне меняется плотность снега в зависимости
от его состояния в городах. Эту зависимость характеризуют данные
исследований [9]:
Плотность снега
в г/см3
Свежевыпавший, чистый, нескученный 0,1—0,15
» скученный лопатами 0,18—0,22
» обвалованный- плужно-щеточным
снегоочистителем 0,25—0,35
Скученный старый, лежалый 0,34—0,42
Лежалый, обвалованный плужно-щеточным
снегоочистителем * : 0,30—0,44
Целинный, лежалый в течение 30 дней 0,20—0,30
Плотность снега увеличивается под действием нагрузки. Наиболее
интенсивно плотность растет вначале, затем ее рост с увеличением
нагрузки постепенно замедляется и, достигнув предельного значения,
соответствующего Данной температуре, стабилизируется.
Изменение плотности снега различной структуры под действием
сжимающей нагрузки согласно исследованиям [10] иллюстрируется табл. 4.
13
Ниже —10
0,075
От —10
до —5,1
0,087
От
ДО
0,
-5,1
—2,1
104
От
до
0,
—2,1
—0,1
128
От 0
до +2,0
0,183

Зависимость плотности снега в г/см3 от нагрузки
Таблица 4
Вид снега
Мелкозернистый, рыхлый
Зернистый, рыхлый,
сыпучий, зерна до 1 мм
Зернистый, рыхлый,
связный, зерна 1—2 мм
Зернистый, плотный, зерна
2—3 мм
Удельная нагрузка в Г/см2
0
0,20
0,24
0,28
0,33
40
0,27
0,27
0,30
0,33
80
0,32
0,28
0,32
0,33
120
0,33
0,32
0,34
0,34
200
0,37
0,33
0,39
0,34
280
0,38
0,33
0,40
0,36
400
0,39
0,37
0,40
0,38
15
Для каждого вида снега существует критическая нагрузка,
увеличение которой практически не приводит к увеличению
плотности [12]. Предельное значение плотности снега тем больше, чем
выше его температура. Это значит, что снег целесообразно уплотнять
нк^г/см2 при температуре близкой
20\ 1 i i i i i i i K нулю.
В горных, и особенно
в высокогорных, районах (на
высоте более 3000 м над
уровнем моря) снег из рыхлого
под воздействием ветра и
солнечной радиации быстро
превращается в очень плотный.
По данным снеголавинной
станции высокогорного
района автодороги Саланг,
средняя плотность снежного
покрова в 1961—1962 гг.
с 0,20 г/см3 в ноябре дости-
10
0
V
\
—' —
'■ :-.
*" ,
■ 1
' —
—
-
,2
~t'
JO
60
Ю5
1 — метелевый снег (район пос. Мирного), р =
= 0,492 г/см3; t = — 8° С;2 — старый снег (район
~ст. Пионерской), р = 0,434 г/см3, t = —32,4° С;
3 — снег с поверхности (район ст.
Комсомольской), р = 0,376 г/см3, t = —32,1° С
0,32 г/см3 в апреле,
Рис. 3. График изменения твердости снега
в зависимости от времени действия нагрузки:
гала
а в наносах — с 0,23 г/см3
в декабре достигала 0,37 г/см3
в апреле. Согласно пробам,
взятым зимой 1964—1965 гг.,
плотность сухого свежевыпавшего в безветренную погоду снега
составляла 0,10 г/см3 и наметенного, собранного в валы в гале-
рях, 0,35 г/см3.
Плотность снега увеличивается при перемешивании. Согласно
данным [11], по истечении 24 ч после перемешивания снега
плотностью 0,18 г/см3 при температуре воздуха — 10 и —12° С его
плотность достигла 0,33 г/см3.
Уплотнение достигается также и при фрезеровании снежной
массы. Еще больший эффект можно ожидать от вибрационного
14

Твердость снега в кГ/см2 в зависимости
от его состояния и плотности
Вид снега
Рыхлый
Слабо
уплотненный
Плотный
Очень плотный
Плотность
снега
в г/см3
Менее 0,25
0,26—0,35
0,36—0,50
0,51—0,60
Твердость
снега при
температуре
от —1
до -20° С
До 0,5
0,6—1,0
2,1—20
3,8—30
уплотнения, когда снежные частицы, приведенные в
колебательное движение, смещаются друг относительно друга и наиболее
интенсивно заполняют имеющиеся между ними пустоты.
Твердость снега. Под
твердостью понимается способ- Таблица 5
ность материала
сопротивляться проникновению в него
другого, не получающего
остаточных деформаций,
тела. При небольшой толщине
снежного покрова твердость
снега определяется с помощью
портативного, или
индикаторного твердомера, при
больших толщинах снежного
покрова — таранным
пенетрометром [11, 21 ].
Твердость снега меняется
с течением времени. Влияние
фактора времени на изменение твердости снега Нк представлено,
поданным исследований [10], на графиках рис. 3,
иллюстрирующих характер расслабления связей, особенно в начальный
сравнительно небольшой период времени,
когда деформирование обусловлено
разрушением кристаллической решетки.
В процессе последующего
деформирования снег упрочняется, и кривая
изменения твердости выполаживается.
Твердость снега зависит также от
температуры снега и его плотности. Как правило,
с понижением температуры твердость
снега возрастает, и тем сильнее, чем
больше его плотность. Пределы
изменения твердости для различного
состояния снега в зависимости от его
плотности приведены в табл. 5.
Твердость снега увеличивается с
уменьшением зерен снега и с
уменьшением пористости: она возрастает при
перемешивании снега даже без
дальнейшего, его уплотнения. Эффект увеличения твердости тем выше,
чем ниже температура. Наглядно это явление иллюстрируется
рис 4.
Резко заметное увеличение твердости снега достигается при
сочетании перемешивания с последующим уплотнением. Но даже в
перемешанном и уплотненном снеге твердость смежных частиц
неодинакова; для выравнивания и еще большего увеличения твердости
снег необходимо повторно перемешать тупым орудием, с помощью
15
-5 -10 -15 -20 °С
Температура снега
Рис. 4. Зависимость твердости
снега от температуры и
плотности:
для снега перемешанного;
для снега, не
подвергавшегося перемешиванию

которого оказывается возможным разрушить связь между
кристаллами, не вступившими ранее во взаимодействие. В этом случае
твердость снега возрастает без увеличения его плотности.
Влияние факторов, увеличивающих твердость снега, особенно
заметно на снеге в горных районах. В зависимости от
метеорологических и климатических условий, в особенности для лавинного снега,
твердость может иметь значения, лежащие в очень широких
пределах. Так, по данным замеров твердости снега на автодороге Саланг
в зиму 1964—1965 гг., условное значение таранного сопротивления
находилось в диапазоне от 7 до 19 000 кГу т. е. изменялось в тысячи
раз.
Влажность снега. Сухой снег является двухфазной системой,
так как содержит воду одновременно только в твердом и
газообразном состоянии; влажный — представляет собой систему
трехфазную, ибо в нем вода находится еще и в жидком состоянии.
При низкой температуре небольшие колебания влажности
оказывают малозаметное влияние на структуру и механические свойства
снега, с приближением же температуры к нулю в снеге появляется
жидкая фаза, и он становится пластичным, способным необратимо
менять свою форму и размеры. С этим явлением следует особенно
считаться с наступлением весеннего периода, когда средняя
температура находится в границах, близких к точке плавления льда,
так как при большой пластичности снег накапливается
(напрессовывается) на рабочих органах снегоочистительных машин, что
сильно затрудняет их работу.
Влажность снега W выражают в процента-х относительным
количеством воды в пробе по весу. Измерение содержания влаги
производят с помощью калориметра. Процесс замера основан на том
принципе, что для расплавления льда при 0° С необходимо затратить
определенное количество тепла (С = 79,5 ккал1кГ), и количество
влаги, содержащейся в образце, определяют путем замера количества
тепла, поглощенного снегом за время его расплавления.
Влажность снега зависит от температуры воздуха, плотности
и структуры снега, средняя влажность снега составляет 10—12%,
обычно не превышает 20% для крупнозернистого и 40—45% для
свежевыпавшего снега [11].
3. Фрикционные свойства
Коэффициент внешнего трения. Под коэффициентом внешнего
трения снега по какому-либо материалу fx понимают отношение силы
трения скольжения снега по этому материалу Т к нормальному
давлению N
/1 = ^ = tg9l. (14)
Угол фх называется углом внешнего трения. В отличие от
других материалов коэффициент внешнего трения снега по стали меньше
коэффициента трения качения.
16

^-—
^—
«■l.l *
О 5 10 15 20 25 JOW,%
Рис. 5. Зависимость
коэффициента внешнего трения снега
по нержавеющей стали /i от
влажности W при
различных удельных давлениях q
(кГ/см2)
С увеличением плотности снега коэффициент внешнего трения,
как правило, уменьшается. Согласно исследованиям А. Л.
Горбунова, наименьшее его значение отмечается при температурах,
близких к —4° С, а с приближением темпера- f
туры к нулю, когда появляется в снеге
жидкая фаза, и при охлаждении снега зна- -
чение этого коэффициента повышается. 0,16
Средние значения коэффициента внешнего дц
трения снега по стали приведены в табл. 6.
С увеличением влажности снега W °>12
величина коэффициента внешнего трения о,ю
увеличивается. На рис. 5 приведены
данные исследований [18], проведенных на
влажном снежном покрове при различном
удельном давлении.
При практических расчетах тягового
усилия, необходимого для преодоления
сопротивления скольжения стальных лыж
по снегу, учитывающего не только трение между поверхностями,
но и смятие снега, можно руководствоваться рекомендациями
Н. И. Павлова [17], приведенными в табл. 7. Большой интерес
f представляет собой применение в
конструкциях снегоочистителей полимеров,
обладающих высокой скользкостью
(например, фторопласта, полиамидных смол,
полиэтилена). По данным исследований
[18], на рис. 6 дан сопоставимый график
изменения коэффициента внешнего трения
снега по стали и фторопласту в зависимости
от температуры и удельного давления.
Коэффициент внутреннего трения.
Коэффициент внутреннего трения /2, под
которым понимается отношение силы
трения скольжения снега по снегу к
нормальному давлению, также зависит от
плотности снега и его температуры. Значения
коэффициента внутреннего трения,
поданным А. Л. Горбунова, приведены в табл. 8.
Углом внутреннего трения ф2
называется угол, тангенс которого равен
коэффициенту внутреннего трения
arctg/2. (15)
0.5
ОА
0.3
0,2.
0.1
1,027-
ОМ-
0,187 >
0.JW-
0,4J4,
0,027
гоЫ х
ощ
у
/
Г
0.3 1 и
^ 0,434
i
-30-35 -40-45 -50t.°C
Рис. 6. Зависимость
коэффициента внешнего трения
снега /i по фторопласту и
углеродистой стали от
температуры f С при различных
удельных давлениях q (кГ/см2):
— снег по
фторопласту; снег по
углеродистой стали
Ф2
Коэффициент сопротивления перекатыванию и коэффициент
сцепления для пневматических шин и гусеничного хода.
Сопротивление перекатыванию пневмоколесных шин по дороге, покрытой
снегом, определяется главный образом потерей энергии на деформацию
снежного покрова и проскальзывание шин.
2 Д. А. Шалман 17

Коэффициент внешнего трения снега
по стали /х в зависимости от плотности
и температуры
Плотность
снега
в г/см3
0,08—0,12
0,15—0,20
0,25—0,30
0,35—0,40
0,45
0,48
0,52
0,55
Температура снега в °С
от 0
до —1
0,18
0,11
0,09
0,075
0,055
0,05
0,04
0,03
—4
0,10
0,08
0,07
0,05
0,04
0,03
0,02
0,015
от —16
до —30
0,14
0,10
0,08
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
сц> ПР°"
скольже-
Несмотря на различие сил сопротивления качению ведомых и
ведущих колес, обычно силу сопротивления качению машины
принимают равной произведению всего веса машины GM на коэффициент
сопротивления качению fK
Таблица б р _
Для практических
расчетов зависимость
коэффициента сопротивления качению
от скорости определяют по
эмпирической формуле [29]
fK = f0(l +Аки2), (17)
где /о — коэффициент
сопротивления качению,
относящийся к малым скоростям;
/о = 0,025—0,03 и 0,018—
0,02, соответственно для
снежной и ледяной дорог; Ак =
= (4-S-5) 10"5; v — скорость
движения в км/ч.
Сила сцепления Р,
тиводействующая
нию колеса или гусеницы
машины относительно дорожного покрытия, равна силе трения
скольжения, возникающей между ходовой частью машины и
покрытием; для обеспечения
передвижения машины она должна быть
больше тягового усилия.
Для колесных машин величина
силы сцепления определяется
вертикальной нагрузкой Gei
приходящейся на ведущие колеса, и
коэффициентом сцепления шин
с дорогой fcli, зависящим в
значительной степени от рисунка
протектора
Pcn=fafie. (18)
В табл. 9 представлены
данные [9] о значении коэффициента
сцепления пневматических шин со
снежным покровом.
Для гусеничных машин сила
сцепления определяется весом
машины GM и коэффициентом сцепления 1СЦ, зависящим главным
образом от наличия и размера шпор на гусеницах
Pcli = fCHGM. (19)
18
Таблица 7
Коэффициент сопротивления
скольжению стальных лыж по снегу
Вид снега
Свежий сухой
Свежий
влажный
Уплотненный
Фирновый
сухой
Фирновый
мокрый

Температура

воздуха
в °С
—8
— 1
—4
— 10
+ 2
Козффи-
циент

скольжения
0,12
0,25
0,15
0,20
0,25

Таблица
Коэффициент внутреннего трения снега /2 в зависимости от его вида,
плотности и температуры
Вид снега
Свежевыпавший
Слабоуплотненный
Плотный из
мелкозернистого фирна
Плотный из
крупнозернистого фирна
Плотный, слежавшийся
под давлением верхних
слоев или искусственно
уплотненный из мелкозернистого
фирна
Плотность
снега
в г/смг
0,12—0,18
0,20—0,28
0,29—0,36
0,37—0,44
0,29—0,35
0,38—0,48
0,42—0,52
0,55—0,65
Температура снега в °С
от —1 до —3
0,30—0,32
0,35—0,38
0,37—0,40
0,40—0,45
0,42—0,45
0,40—0,43
0,48—0,52
0,45—0,50
от -4 до —22
0,37—0,42
0,37—0,40
0,45—0,50
0,42—0,48
0,50—0,57
0,45—0,53
0,48—0,53
0,46—0,50
ниже —22
0,40—0,45
0,40—0,48
0,48—0,52
0,46—0,50
0,55—0,65
0,52—0,60
0,52—0,53
0,50—0,55
Таблица 9
Коэффициент сцепления пневматических шин с дорогой
Вид покрова на дорожном
покрытии
Уплотненный снег
Плотно
утрамбованный снег
Обледеневшее
асфальтированное покрытие
Тип шин
Баллоны
высокого давления
Баллоны
низкого давления
Баллоны
высокого давления
Баллоны
низкого давления
Состояние
снежного
покрова
Замерзшее
Растаявшее
Замерзшее
Растаявшее
Замерзшее
Растаявшее
Тающее
Коэффициент сцепления
со снежным
покровом
0,15—0,25
0,10—0,20
0,25—0,35
0,15—0,20
0,209
0,176
0,06—0,08
с покрытием,
J очищенным
от снега
0,50—0,60
0,60—0,65
0,50—0,60
0,60—0,65
Зависимость коэффициента сцепления от вида покрова снега по
данным [11 ] представлена в табл. 10.
Таблица 10
Коэффициент сцепления гусеничных машин с дорогой,
покрытой снегом и льдом
Вид покрова на дорожном
покрытии
Плотный снег
Лед и обледенелый снег
Гусеницы
без шпор
0,3—0,4
0,1—0,3
Гусеницы
со шпорами
0,6—0,8
0,4—0,5
2*
19

ГЛАВА И
Классификация снегоочистительных машин
и основные конструктивные требования
4. Назначение и классификация
Дорожные и аэродромные снегоочистительные машины
применяются для очистки от снега дорог, прилегающего к дорогам надкю-
ветного пространства, аэродромов, пробивки колонных путей в
целинном снеге, прокладки снегозащитных траншей, а также для
очистки от снега любой другой территории, по которой должно
поддерживаться движение
транспорта и пешеходов.
Снегоочистительные машины
подразделяются на два основных типа:
плужные и роторные.
Плужные снегоочистители
снабжены пассивным рабочим
органом в видеодноотвально-
го или двухотвального
снежного плуга, монтируемого
в передней части самоходной
базовой машины, и, в
зависимости от назначения
снегоочистителя, дополнительно
крылом (или двумя — правым и
левым — крыльями),
навешиваемым сбоку в средней или
Рис. 7. Схематическое изображение плужного
снегоочистителя с различными типами
рабочих органов: а — одноотвальный; б — одно-
отвальный с правым крылом; в — двухот-
вальный; г — двухотвальный с правым и
левым крыльями
задней части машины (рис. 7).
При надвигании снегоочистителя на снежную массу, подлежащую
удалению, она срезается с дорожного покрытия и либо,
поднявшись на небольшую высоту, сдвигается ножом плуга на сторону
или отбрасывается по отлогой траектории на незначительное
расстояние, либо, поднявшись по отвалу плуга до верхней его кромки,
отбрасывается крутой струей в сторону. Таким образом, различают
плужные снегоочистители сдвигающего и отбрасывающего действия.
Плужные снегоочистители сдвигающего действия просты по
конструкции и при навеске их рабочего органа на базовые машины,
обладающие большим сцепным весом и высокими тяговыми
свойствами, способны удалять снег значительной плотности и твердости,
прокладывать снегозадерживающие траншеи и даже пробивать
колонные пути для транспорта в снежных отложениях большой
высоты. Такие машины обычно тихоходны. На регулярном
содержании автомобильных дорог применяют преимущественно скоростные
снегоочистители отбрасывающего действия, обладающие высокой
производительностью, сочетающейся с большой дальностью
отбрасывания снега. Эти машины имеют более сложную конструкцию, так
20

как их снабжают устройствами, предотвращающими возможную
аварию на случай столкновения на большой скорости с
непреодолимым препятствием и, с целью отброса снега в оптимальном
направлении, поверхность отвала снежного плуга выполняют специальной
геометрической формы.
Скоростные снегоочистители рассчитаны преимущественно, на
удаление свежевыпавшего снега, снега небольшой плотности и
твердости и небольших по высоте снежных отложений и обладают тем
достоинством, что после их прохода не образуется валов на обочине
дороги, благодаря чему значительно уменьшается заносимость
дорожного полотна.
Для увеличения дальности отбрасывания у снегоочистителей
сдвигающего действия некоторые конструкции снабжают
дополнительным активным, обычно выносного типа, оборудованием. Его
монтируют либо на наружном крае снежного плуга или крыла,
либо непосредственно на базовой машине и выполняют в виде
метательного аппарата преимущественно с приводом от гидродвигателя.
Такие снегоочистители носят название комбинированных.
По типу рабочего органа плужные снегоочистители разделяют на
одноотвальные с одним крылом, либо без него, и двухотвальные
с одним или двумя крыльями, либо без них; по типу снежного
плуга — с плугами поворотными и неповоротными; по типу шасси
базовой машины — на пневмоколесном (одно- и двухотвальные) и на
гусеничном ходу (только двухотвальные); по типу базовой машины —
на автомобильные, тракторные, навесные на тягаче,
дорожностроительной машине (погрузчике, автогрейдере) и собственном шасси;
по мощности двигателя или тяговому классу базовой машины — на
легкие (до 75 л. с для автомобилей и автогрейдеров и до 1,4 Т—
для тягачей и тракторов), средние (до 150 л. с и до 5 Г) и тяжелые
(более 150 л. с. и выше 6 t).
Для очистки от снега улиц и городских площадей применяют
одноотвальные тихоходные плужно-щеточные снегоочистители,
помимо снежного плуга снабженные еще и цилиндрическими щетками,
сметающими остатки снега.
Роторные снегоочистители снабжены активным рабочим органом,
монтируемым обычно на самоходном шасси г. Захваченная при
поступательном движении машины режущими элементами или
вырезанная плугом снежная масса направляется в метательный аппарат,
представляющий собой один или два лопастных ротора, откуда она
поступает в выбросной патрубок и отбрасывается в заданном
направлении, либо поступает в приемно-направляющие устройства, с
помощью которых выдается в транспортные средства. Роторные
снегоочистители предназначены для очистки автомобильных дорог и
аэродромов от снежных заносов и завалов, для удаления снежных
валов, а также для расчистки горных участков дорог от выпавшего,
наметенного и лавинного снега.
1 Лишь некоторые малогабаритные машины выполняют несамоходными.
21

По типу рабочего органа роторные снегоочистители разделяют
на плужно-роторные, шнеко-роторные, фрезерно-роторные и с
совмещенным рабочим органом (рис. 8).
Рабочий орган плужно-роторного снегоочистителя (рис. 8, а)
состоит из плуга с встроенными в нем одним или двумя лопастными
роторами. Вырезанный плугом снег продвигается по внутренней,
обычно конической формы, поверхности плуга к ротору (роторам),
которым отбрасывается в сторону. Для разрушения снежного
козырька, нависающего над снегоочистителем, его обрушения и
разрыхления снежной массы, поступающей в ротор, рабочий орган за-
Рис. 8. Схематическое изображение рабочих органов роторных снегоочистителей:
а — плужно-роторного; б — шнеко-роторного; в — фрезерно-роторного; г —
совмещенного типа;
1 — плуг; 2 — ротор; 3 — шнековый рыхлитель; 4 рыхлящий вал; 5 — выбросной
патрубок; 6 — шнек питателя; 7 — ленточная фреза; 8 — фрезерный барабан
частую снабжают устанавливаемым впереди рыхлящим
устройством. Плужно-роторные снегоочистители целесообразно применять
на сухом рыхлом снеге небольшой плотности. На плотном и твердом,
а также сыром снеге они недостаточно эффективны.
Рабочий орган шнеко-роторного снегоочистителя (рис 8, б)
состоит из шнекового питателя и лопастного ротора,
смонтированных в общем корпусе. Питатель может иметь один, два или три шнека,
горизонтально расположенные впереди ротора один над другим,
каждый шнек выполняют с правым и левым направлением витков,
благодаря чему снег транспортируется от периферии к центральной
части ротора. Шнеко-роторные снегоочистители хорошо работают
на снеге средней плотности и твердости и плохо (без принудительного
поджатия рабочего органа) — на плотном, твердом и смерзшемся
снеге.
Рабочий орган фрезерно-роторного снегоочистителя (рис. 8, в)
состоит из фрезерного питателя и одного или двух лопастных роторов,
смонтированных в общем корпусе. Питатель выполняется в виде
безбарабанной фрезы (фрез, расположенных на одной оси) большого
диаметра с винтовыми ленточными режущими элементами,
закрепленными с помощью стоек и раскосов на осях фрез. Каждому
22

ротору придается своя фреза с правым и левым направлением витков,
благодаря чему снег транспортируется к центральной части ротора.
Фреза обладает высокой пропускной способностью, а вследствие
значительного махового момента и момента инерции — также
хорошими режущими свойствами.
Совмещенный рабочий орган роторного снегоочистителя наиболее
часто выполняют в виде фрезерного барабана (барабанов) с
горизонтальной осью либо в виде двух фрезерных барабанов с вертикальной
осью со встречным направлением вращения. Зарекомендовавший
себя в работе первый тип конструкции (рис. 8, г) представляет собой
полый барабан (или два барабана с общей осью) с навитыми на его
наружной поверхности режущими лопатками правой и левой
навивки, образующими в месте смыкания карманы для приема снега.
Барабан заключен в кожух с отверстием в верхней части, над
которым расположен выбросной патрубок. Когда карман проходит под
отверстием, снежная масса устремляется из него в патрубок и оттуда
по направляющему желобу выбрасывается наружу.
Снегоочистители с совмещенным рабочим органом компактнее
шнеко- и фрезерно-роторных. Они способны также разрабатывать
снег значительной плотности и прочности, но весьма энергоемки,
малопроизводительны и не могут обеспечить большую дальность
отбрасывания снега.
По типу шасси базовой машины роторные снегоочистители
подразделяют на колесные и гусеничные; по типу базовой машины — на
автомобильные, тракторные, навесные на тягаче, погрузчике и на
собственном шасси. По производительности роторные
снегоочистители разделяют на легкие (до 200 т/ч), средние (до 1000 т/ч) и
тяжелые (свыше 1000 т/ч)\ средние и тяжелые машины подразделяют
также по дальности отбрасывания снега на дорожные (до 18 м)
и аэродромные (более 18 ж).
Классификацию снегоочистительных машин следует дополнить
еще одним, особым видом специальных машин — валоуборщиков,
предназначенных для удаления снежных валов, расположенных сбоку
от проезжей части дороги. Эти машины снабжены выносным на
сторону рабочим органом пассивного, активного или
комбинированного типа, разрабатывающим снежный вал на полную или частичную
ширину послойно либо по всей его высоте. Некоторые конструкции
валоразбрасывателей сочетают в себе возможность разработки
снежных валов, расположенных вне проезжей части дороги, со
снегоочисткой проезжей части.
5. Основные конструктивные особенности
и требования
Плужные снегоочистители. Плужный снегоочиститель (рис. 9)
состоит из самоходной базовой машины и навешиваемого на нее
оборудования, состоящего из снежного плуга с опорным устройством,
подвески с толкающей рамой, механизма для подъема и опускания
плуга и (обязательного для скоростных 'снегоочистителей) устрой-
23

ства/предохраняющего машину от поломок при столкновении с
неподвижным препятствием, встречающимся на пути движения
снегоочистителя. Некоторые снегоочистители имеют дополнительно одно
или два крыла с механизмами для их подъема и поворота.
Снежный плуг состоит из отвала (или двух соединенных между
собой в одну конструкцию отвалов) с рабочей поверхностью
цилиндрической, конической или иной формы, развертываемой на
плоскость. Отвал плуга, применяемого в городских условиях, имеет
обычно по всей длине одинаковую высоту. В целях увеличения про-
^^v^vvw^^^
Рис. 9. Общий вид плужного снегоочистителя:
/ —снежный плуг; 2 — толкающая рама; 3 и 5—детали
крепления крыла; 4 — крыло; 6 — базовая машина
пускной способности тех частей отвальной поверхности, которые
расположены ближе к наружной кромке, в снегоочистителях
отбрасывающего действия плуги выполняются с равномерно
увеличивающейся к боковой кромке (для одноотвального плуга) или к боковым
кромкам (для двухотвального плуга) высотой отвала.
Меньшую высоту отвала рекомендуется принимать на 0,1—0,2 м
больше максимальной высоты снимаемого снежного покрова.
Для уменьшения энергетических потерь, вызванных
уплотнением снежной массы, поступающей на отвал снежного плуга,
рабочей поверхности отвала придается по возможности небольшая
кривизна. В скоростных машинах, особенно при работе на свежевыпав-
шем рыхлом снеге, целесообразно применять отвалы с большей
кривизной рабочей поверхности, чтобы снежный поток лучше
закручивался и устранялась перевалка снега через верхнюю кромку.
Отвалы снежных плугов тихоходных машин, предназначенных для
уборки плотного снега, выполняются с меньшей кривизной рабочей
поверхности, чтобы отвал не забивался снегом.
Угол резания для тихоходных снежных плугов целесообразно
принимать по возможности меньшим, не более 35°. Чтобы избежать
24

отваливания сйе^а йепосредствеййб у йаружной кромки Муга й
получить гряду отброшенного снега более пологой, на скоростных
машинах целесообразно (если это не идет в ущерб оптимальным или
заданным геометрическим параметрам отвала) принимать угол
резания большим.
Ширину захвата плуга рекомендуется принимать на 200—
300 мм — для одноотвального и на 400—500 мм — для двухотваль-
ного плуга больше ширины колеи базовой машины.
На нижнюю кромку снежного плуга по всей длине
устанавливаются сменные ножи из износоустойчивой стали. Отвалы плужно-
щеточных снегоочистителей и снегоочистителей, не имеющих
надежных предохранительных устройств, зачастую снабжают ножами
не металлическими, а из листовой (~40 мм) износоустойчивой
резины.
Носовая часть двухотвальных снегоочистителей обычно имеет
металлический башмак для предохранения ножа от поломок при
движении по неровностям дороги, а в тихоходных двухотвальных
снегоочистителях соединение между собой отвалов в носовой части
выполняют с помощью вертикального листа-рассекателя с
отверстием для пропуска буксирных средств.
Для предотвращения забрасывания снежной пыли на стекла
кабины на плугах скоростных снегоочистителей в верхней части
отвала иногда устанавливают отражатели в виде козырьков.
В работе снежный плуг опирается на лыжи или ролики. Опоры
должны регулироваться по высоте с тем, чтобы можно было
устанавливать плуг с зазором к поверхности дорожного покрытия для
достижения заданной степени чистоты уборки.
Присоединение плуга к базовой машине осуществляется с
помощью подвижной в вертикальной плоскости подвески для того,
чтобы отвал плуга мог копировать профиль дорожного покрытия.
Подвеска состоит обычно из толкающей рамы, закрепленной на шасси
базовой машины, и параллелограммной системы стержней, шарнирно
соединенных с одной стороны с плугом и с другой — с толкающей
рамой. Некоторые конструкции подвесок выполнены в виде
толкающей рамы, шарнирно соединенной с одной стороны с плугом, с
другой — с лонжеронами базовой машины. Отдельные зарубежные
фирмы выпускают снегоочистители с подвесками, состоящими из
стандартных опор (рис. 10), монтируемых в передней части рамы
автомобиля и присоединяемых к ним рычагов.
Для перевода переднего плуга из рабочего положения в
транспортное и обратно снегоочиститель снабжают гидравлическим или реже
трособлочным механизмом подъема и опускания, управляемым из
кабины водителя.
Конструкции предохранительных устройств, предотвращающих
поломку снегоочистительного оборудования и базовой машины при
встрече с жестким препятствием, различны для тихоходных и
скоростных снегоочистителей. В тихоходных машинах это обычно
амортизаторы пружинного типа (рис. 11), рассчитанные лишь на смягче-
25

йие удара; машину после столкновения останавливают и препятствие
удаляют. В скоростных машинах, когда угол резания отвала близок
к прямому, может быть применено, например, устройство, аналогия-
S)
Рис. 10. Конструкции подвески снежного плуга: Рис. 11. Амортиза-
а — для двухотвальных и одноотвальных плугов тор:
с гидравлическим управлением; б — для одно- t _ стакан; 2 — пру-
отвальных плугов с ручным управлением и двух- жина; з — шток; 4 —
отвальных с выступающей нижней и верхней серьга
частью; в — для двухотвальных плугов с
нижней выступающей частью; г — для
малогабаритных двухотвальных плугов
ное устройству одной из шведских фирм (рис. 12), позволяющее плугу
при наезде на препятствие отклоняться назад, подниматься над пре-
а) 6)
Рис. 12. Предохранительное устройство снежного плуга:
а — до наезда на препятствие; б — обход препятствия
пятствием и обогнуть его, а затем под действием пружин
возвратиться в исходное положение. Когда угол резания небольшой, про-
тивоаварийное устройство можно выполнять, например, в виде
механизма х, с помощью которого отдельные подвижные секции плуга
Авт. свид. № 189879.
26

откидываются, пропуская препятствие под собой (рис. 13). Рычаги
устройства, соединяющие между собой верхнюю часть отвала с его
нижними секциями, удерживают их в рабочем положении с помощью
амортизаторов, отрегулированных на определенное тяговое усилие.
При встрече секции с препятствием, преодоление которого требует
превышения этого усилия, рычаги устройства поворачиваются и
увлекают секцию за собой, отклоняя ее в сторону и поднимая над
препятствием. При движении секции вверх шток амортизатора
втягивается в цилиндр,
сжимая пружины, которые
возвращают шток и секцию
обратно в рабочее
положение, как только на нее
перестает действовать
усилие со стороны оставшегося
позади препятствия.
Крылья используются
либо для самостоятельной
работы, либо в сочетании
с плугом для увеличения
дальности отбрасывания
снега. Чтобы обеспечить
достаточно большую
высоту подъема снежной струи,
заднюю кромку отвала
крыла целесообразно
выполнять резко поднятой и
сильно нависающей вперед.
Однако из технологических
соображений рабочую
поверхность крыла
выполняют одинаковой геометрической формы с поверхностью отвала
переднего плуга. Эффективно с точки зрения получения большой
дальности отбрасывания снега показанное на рис. 14 сочетание
крыла с двухотвальным плугом, когда рабочие поверхности крыла
и отвала плуга имеют профиль, обеспечивающий оптимальное
направление снежной струи. Вследствие расположения крыла
непосредственно за задней кромкой переднего плуга снег продолжает свое
движение по крылу, что увеличивает дальность отбрасывания.
Из условий устойчивости снегоочистителя крыло следует
располагать в задней части базовой машины, возможно дальше от
переднего моста. Наиболее распространенной системой подвески крыла,
предназначенного для расширения полосы снегоочистки, является
присоединение его передней части к несущим стойкам,
смонтированным на раме базовой машины около средней поперечины ее рамы или
у задней оси. Крыло удерживается на весу под необходимым углом
к продольной оси машины при помощи выдвижной задней штанги
иди посредством гидроцилиндра. В некоторых отечественных
27
Рис. 13. Схема противоаварийного устройства
скоростного плужного снегоочистителя: а — вид
сбоку до встречи с препятствием; б — вид сбоку
после встречи с препятствием; в — вид с
тыльной стороны отвала;
У—амортизатор; 2 — пружина амортизатора; 3 —
верхняя часть отвала; 4 — неподвижное препятствие;
5 — соединительный рычаг; 6 — подвижная нижняя
секция отвала

конструкциях установка крыла на заданную высоту и удержание на
весу в рабочем положении под определенным углом захвата и с
заданным углом резания осуществляется рычагами параллелограммной
системы, управляемыми гидравлически.
Совершенствование конструкции плужных снегоочистителей идет
в направлении увеличения их маневренности, унификации
оборудования, и особенно систем подвески, получения рациональных
профилей рабочих поверхностей отвалов, обеспечивающих большую
дальность отбрасывания снега и уменьшение тягового усилия,
2 _ применения отвалов с рабочей
поверхностью, покрытой
антифрикционными, водо- и
износоустойчивыми лаками, внедрения
простых и надежных в
эксплуатации систем управления,
улучшения условий работы
обслуживающего персонала
(увеличения радиуса обзора, применения
дублированного управления,
утепления кабины, обогрева и
обдува стекол кабины),
применения слаболегированных
сталей, пластмасс, армированных
металлом, и других
хладостойких материалов,
обеспечивающих надежность и долговечность
оборудования в условиях
низких температур, улучшения
техники безопасности и др.
Значительное место в улучшении технико-экономических
показателей плужных снегоочистителей занимает совершенствование
конструкции базовых машин. Все шире применяются базовые машины
с приводом на все колеса, что значительно увеличивает сцепной вес
снегоочистителя и реализуемое тяговое усилие, выпускаются
специальные грузовые автомобили и тягачи с усиленной в передней части
рамой и большой допустимой нагрузкой на передний мост, с
гидродинамической трансмиссией и др. Многие зарубежные фирмы
выпускают специальные автомобили с устройствами для навешивания
плужного снегоочистительного оборудования. Базовые машины, на
которые навешено плужное оборудование, снабжают управляемыми
из кабины поворотными фарами для работы снегоочистителя в
ночное время и в туман и фарами спереди и сзади.
Роторные снегоочистители. Роторный снегоочиститель состоит
из базовой машины, навешиваемого на нее снегоочистительного
оборудования и приводных механизмов. Роторные снегоочистители
выполняют либо с одномоторным приводом, когда механизм
передвижения снегоочистителя и рабочее оборудование приводится от
одного двигателя, либо двухмоторным, где механизм передвиже-
28
Рис. 14. Схема установки крыла на двух-
отвальном снегоочистителе:
1 — передний плуг; 2 — крыло

ния машины и рабочее оборудование приводится от двух разных
двигателей. В отдельных зарубежных конструкциях привод питателя и
метательного аппарата осуществлен, в свою очередь, от
самостоятельных двигателей, что позволяет устанавливать скорости
питателя и ротора независимыми друг от друга. Более компактная
одномоторная схема рациональна лишь тогда, когда обеспечивается
бесступенчатость или большой ряд рабочих скоростей с небольшим
знаменателем геометрической прогрессии ряда, что позволяет
регулировать рабочую скорость машины в нужном диапазоне и получать
для любого режима работы снегоочистителя производительность,
близкую к оптимальной 1.
, Существующего набора поступательных скоростей у базовой
машины, как правило, бывает недостаточно, и для получения рабочих
скоростей в трансмиссию ходовой части встраивают ходоуменьши-
тель.
Так как рабочие скорости снегоочистителя небольшие и,
следовательно, потребляемая мощность на передвижение невелика,
бесступенчатое изменение скорости машины проще всего достигается
гидростатическим ходоуменынителем путем дросселирования
рабочей жидкости. Не следует, как показала практика, осуществлять
изменение скорости с помощью турбомуфты вследствие резкого
ограничения передаваемого крутящего момента и невозможности
обеспечить высокую производительность снегоочистителя. В
гидродинамической схеме привода представляет интерес установка между
двигателем и турботрансформатором раздаточной коробки,
снабженной несколькими ступенями скорости, позволяющими менять в
заданном диапазоне скорость насосного колеса турботрансформатора.
При такой схеме (рис. 15) можно управлять величиной мощности,
передаваемой через турботрансформатор, при неизменной мощности
двигателя и обеспечить максимальную загрузку двигателя на
различных режимах.
Когда невозможно обеспечить бесступенчатость или необходимое
количество рабочих скоростей машины, привод рабочего
оборудования следует осуществлять от самостоятельного двигателя. В этом
случае даже при небольшом количестве скоростей передвижения
оптимальная производительность может быть достигнута за счет
изменения оборотов двигателя механизма передвижения в
достаточно широких границах.
Наиболее широкое распространение у нас в стране и за рубежом
получили шнеко- и фрезерно-роторные снегоочистители. Для работы
на снеге небольшой плотности и твердости в ограниченном количестве
выпускаются снегоочистители с плужно-роторным рабочим органом.
Корпус плужно-роторного рабочего органа, в который встроен
один или два ротора, выполняется в виде цельносварной конструкции,
представляющей собой плуг в форме ковша, W-образный плуг, либо
1 При одномоторном приводе производительность машины П тем выше, чем
меньше показатель прогрессии q, и для практических расчетов П (1+ q) = const.
Для бесступенчатого привода q— 1,0.
29

обращенный внутрь двухотвальный плуг цилиндрического или
конического профиля (рис. 16). Одним из наиболее удачных
конструктивных решений ротора является торцовый ротор в виде диска с
укрепленными на нем криволинейными лопастями, рабочая поверхность
которых у основания имеет сферическую, а в заборной части
винтовую форму. Благодаря такой конструкции лопасти плавно, без
удара, входят в снежный массив, и сокращается путь движения
снега с момента его вырезания до выброса из улитки. Такие роторы
насажены на вал, имеющий нередко несколько скоростей вращения,
10 3 8 7
Рис. 15. Кинематическая схема роторного снегоочистителя с гидродинамической
трансмиссией:
1 и б — мосты базовой машины; 2 — коробка перемены передач; 3 — турботрансформатор;
4 и 5 — насосное и турбинное колеса; 7 — редуктор насоса рулевого управления; 8 — насос
рулевого управления; 9 — двигатель; 10 — коробка отбора мощности; 11 — насосы
гидросистемы рабочего оборудования снегоочистителя; 12 — редуктор гидросистемы; 13 — коробка
раздаточная рабочего органа; 14 — ротор; 15 — питатель
что обеспечивает получение различной дальности отбрасывания снега.
Для лучшей подачи снега в' р.отор, впереди него на том же валу
насаживается рыхлитель либо одновитковый шнек, а для обрушения
снега, нависающего над разрабатываемым забоем, в верхней части
рабочего органа зачастую устанавливается приводной лопастной
вал. Нижняя и боковые кромки корпуса рабочего органа
снабжаются подрезными сменными ножами.
Ротор заключается в поворотный кожух с отверстием для
выбросного патрубка. Поворотом кожуха вокруг оси ротора,
осуществляемом вручную или специальным механизмом, достигается установка
патрубка в нужное положение для выброса снега на правую или
левую сторону и под заданным углом к горизонту.
В шнеко- и фрезерно-роторных снегоочистителях ротор
выполняется в виде ступицы с лопастями, либо в виде диска с лопастями
(рис. 17), которым целесообразно придавать криволинейную форму
для ослабления ударов о снег и лучшего уплотнения струи снега
на выходе из ротора. Лопасти устанавливаются радиально или с
немного откинутым назад наружным краем (в пределах до 10° к ра-
30

диусу). Как и в плужно-роторных Снегоочистителях, ротор
заключается в поворотный кожух, снабженный выбросным патрубком.
Шнеки питателя шнеко-роторного снегоочистителя выполняются
обычно однозаходными, редко — двухзаходными, и для улучшения
Рис. 16. Плужно-роторный снегоочиститель
режущей способности лопасти снабжаются гребнями или резцами.
Для улучшения балансировки шнеки располагаются друг над
другом со смещением начальных витков на 180° при двухшнековом
питателе и на 120° — при трехшнековом.
Рис. 17. Ротор снегоочистителя: а — с лопастями, расположенными
на лапах ступицы; б — с лопастями, расположенными на диске;
1 — лопасть; 2 — ступица; 3 — диск
Винтовая ленточная фреза питателя фрезерно-роторного
снегоочистителя изготавливается обычно трех- или четырехзаходной
с углом подъема винтовой линии наружной кромки до 30°. С целью
улучшения режущей способности питателя наружные края ленты
зачастую снабжаются насечками.
31

Совмещенный рабочий орган роторного снегоочистителя,
выполненный в виде полого барабана с горизонтальной осью (рис. 18),
имитирует плуг с ножами, расположенными на вращающемся
цилиндре. Эти лопатки-ножи выполняются многозаходными (до 6
заходов и более) с углом подъема винтовой линии наружной кромки
около 30°. Стенки карманов, образованных в месте встречи лопаток
правой и левой навивки, целесообразно располагать не радиально,
а откинутыми назад под углом до 10° к радиусу барабана. Материал
лопаток, работающих преимущественно в тяжелых условиях (на
Рис. 18. Роторный снегоочиститель с рабочим органом совмещенного
слежавшемся и даже смерзшемся снеге), должен быть
высококачественным, желательно из слаболегированной стали, приварка их
к барабану осуществляется сплошным швом. В целях создания
более компактной конструкции привод-рабочего органа целесообразно
осуществлять от гидродвигателя, а приводные элементы располагать
внутри барабана.
Кожух, охватывающий барабан с задней стороны, снабжается
выбросным патрубком, в который снег поступает вертикальной
струей. На выбросной патрубок насаживаются поворотные патрубки,
с помощью которых струя направляется вперед и на сторону. В
нижней лобовой части кожух снабжается подрезающим, обычно
двухсторонним, съемным ножом.
В роторных снегоочистителях должны быть предусмотрены
устройства для предохранения трансмиссии рабочего органа от поломок
вследствие попадания в него посторонних предметов. Наиболее
простым типом таких устройств являются рассчитанные на заданный
крутящий момент калиброванные пальцы, с помощью которых соеди-
32

няют элементы рабочего органа (питатель, ротор, барабан и др.)
с трансмиссией.
В последние годы в отечественных конструкциях успешно
применяют для этих целей пневмошинные муфты, разрывающие
кинематическую связь рабочего органа с трансмиссией при встрече его
с непреодолимым препятствием и автоматически восстанавливающие
эту связь, как только препятствие обойдено.Это особенно ценно для
снегоочистителей, работающих на снеге, содержащем каменистые
включения, так как исключается необходимость остановки машины
для замены срезных элементов.
Рабочий орган роторного снегоочистителя снабжают опорными
лыжами или роликами, на которые он опирается в процессе работы.
Конструкция опор должна предусматривать возможность
регулировки высоты расположения рабочего органа.
Рабочий орган должен иметь подъемное устройство для перевода
машины из рабочего положения в транспортное и обратно.
Управление этим устройством, так же как и устройством для поворота
кожуха ротора (обычно гидравлическое), располагают в кабине
водителя.
У всех роторных снегоочистителей рабочий орган должен быть
шире базовой машины на 0,15—0,2 м с каждой стороны.
Дальность отброса снега зависит главным образом от окружной
скорости ротора. В тех случаях, когда по тем или иным причинам
увеличение этой скорости нецелесообразно, увеличение дальности
возможно осуществить поддувом снежной струи сжатым воздухом х.
Поддув осуществляется с помощью высокопроизводительного
вентилятора, подающего воздух в ресивер, из которого он со скоростью
порядка 100 м/сек поступает в щелевой насадок, охватывающий
по периметру выбросной патрубок.
Следует иметь в виду, что энергозатраты на увеличение дальности
отброса с помощью поддува практически равноценны затратам на
соответствующее увеличение окружной скорости ротора, и поэтому
применение поддува, существенно усложняющего конструктивную
схему снегоочистителя, не может быть оправдано без особой
необходимости.
В шнеко- и фрезерно-роторных снегоочистителях с несколькими
скоростями рабочего органа следует избегать схем с неизменным
отношением скоростей питателя и ротора для всех ступеней передач.
Такие схемы (применяются в некоторых зарубежных конструкциях)
нерациональны из энергетических соображений, так как с
увеличением окружной скорости ротора весовая производительность
снегоочистителя уменьшается и, следовательно, скорость питателя в целях
предотвращения непроизводительных затрат энергии должна быть
уменьшена, но никак не увеличена. Поэтому в снегоочистителях
с двумя и более рабочими скоростями рабочего органа привод
питателя должен быть независимым от привода ротора.
1 Авт. свид. № 142677.
3 Д. А. Шалман 33

Таблица 11
Снижение мощности двигателя без
турбонаддува (в %) при неизменной
максимальной подаче топлива
Значительная часть снегоочистителей предназначается для работы
в особо тяжелых условиях: в северных районах при температуре
ниже —40° Сив горных районах при пониженном барометрическом
давлении. Для таких машин обязательно выполнение специальных
требований, вытекающих из специфики их эксплуатации.
Для обеспечения работоспособности снегоочистителей в
северных районах при проектировании должны быть учтены
требования, предъявляемые к машинам, работающим в условиях низких
температур.
Для обеспечения работоспособности снегоочистителей,
предназначенных для очистки от снега горных дорог, особое внимание должно
быть уделено выбору, для них двигателей внутреннего сгорания.
Так как в условиях пониженного барометрического давления
двигатели без турбонаддува заметно снижают свою эффективную
мощность, для горных машин
рекомендуется применение
двигателей с турбонаддувом.
Такое требование относится
в первую очередь к двигателю
привода рабочего
оборудования или при одномоторной
схеме — к'двигателю привода
рабочего оборудования и хода
машины.
При установке на
снегоочистителе, предназначенном
для работы в горных
условиях, двигателей без
турбонаддува основные
эксплуатационные параметры машины
должны определяться с
учетом пониженной мощности
двигателя согласно данным ЦНИИТА, представленным в табл. И.
Для возможности работы в туман и ночное время снегоочиститель
должен быть оборудован противотуманными фарами, управляемыми
из кабины, и габаритными фарами спереди и сзади. Колесные
базовые шасси рекомендуется выбирать с одинарными колесами, а
колею передних и задних колес — одинаковой. Весьма желательно
оснащать каждый снегоочиститель специальным оборудованием для
запуска двигателя в холодную погоду; выполнение этого требования
обязательно для снегоочистителей, предназначенных для
эксплуатации в северных районах.
Машины для разработки снежных валов. Все основные
конструктивные требования, предъявляемые к дорожным снегоочистителям,
справедливы и для валоуборщиков. Однако специфические
особенности работы этих машин с консольным расположением рабочего
органа (сбоку от базовой машины) накладывают ряд
дополнительных требований, в основном сводящихся к следующему:
34
Марка
двигателя
2Д-12
ЯМЗ-238
Д-75Т
Я A3-204
6 КДМ-50
Высота над уровнем
моря в м
1000
5
4
7
4
7
2000 | 3000
11
12
14
10
14
17
20
20
17
20
4000
24
28
28
24
26

1) рабочий орган и его привод должны иметь по возможности
простую конструкцию и небольшой вес;
2) конструкция режущих элементов и рабочего органа в целом
должна обеспечивать разработку снега любой прочности и плотности;
3) подвеска рабочего органа должна обеспечивать послойную
разработку снега;
4) трансмиссия привода рабочего органа обязательно должна
иметь защиту, отключающую рабочий орган от приводного двигателя
при превышении допустимого крутящего момента;
5) при транспортировке рабочий орган должен занимать
положение, обеспечивающее заданные транспортные габариты машины.
ГЛАВА III
Конструкции плужных снегоочистителей
Плужные снегоочистители являются наиболее простыми по своей
конструкции, наименее металлоемкими и самыми дешевыми
снегоочистительными машинами. Вследствие возможности также
„унификации этого оборудования для различных базовых машин плужные
снегоочистители получили наиболее широкое распространение у нас
и за рубежом.
На протяжении последних лет разработаны новые отечественные
конструкции дорожных плужных снегоочистителей как тихоходных
на гусеничном и колесном ходу, так и скоростных на базе мощных
автомобилей. Опытные образцы некоторых из указанных
снегоочистителей изготовлены и проходят испытания, в ближайшие годы
они будут поставлены на серийное производство. /
Много новых типоразмеров плужных снегоочистителей появилось
в последние годы зафубежом. Наиболее совершенные конструкции
создаются в Скандинавских странах, главным образом в Швеции,
и в Финляндии. Представляют известный интерес и некоторые
конструкции канадских, североамериканских, западногерманских и
японских фирм, которые описаны ниже.
6. Отечественные конструкции
Одяоотвальные снегоочистители
Снегоочистительное оборудование на поливо-моечной машине
ПМ-130, предназначенное для очистки от свежевыпавшего снега
усовершенствованных покрытий городских и пригородных дорог и
аэродромов, состоит из снежного плуга с резиновым лемехом,
монтируемого в передней части шасси автомобиля, и цилиндрической
щетки, расположенной под углом 28° к поперечной оси машины,
между передними и задними колесами.
Плуг состоит из отвала, толкающей рамы и механизма подъема
и опускания. Отвал плуга представляет собой каркас с согнутым
листом, к которому в нижней части закреплен лемех. Рабочая
поверхность отвала цилиндрическая, с горизонтальной верхней кромкой.
3* 35

Толкающая рама прикреплена к лонжеронам автомобиля и через
трубчатые штанги передает усилия на отвал. Каждая из штанг
составлена из телескопически соединенных двух труб, между которыми
помещена амортизирующая пружин^. Установка плуга в плане
возможна в двух положениях по обе стороны машины с углом
захвата х 35 и 45°, фиксация плуга осуществляется специальным
фиксатором на сцепной раме.
Привод щетки (рис. 19) осуществлен от двигателя автомобиля
через коробку перемены передач автомобиля, коробку отбора
мощности, карданный вал, конический редуктор и цепную передачу.
Коробка отбора мощности представляет собой шестеренный редуктор,
10
д 7
Рис. 19. Кинематическая схема машины ПМ-130:
У—двигатель ЗИЛ-130; 2—коробка перемены передач; 3—насос
шестеренный НШ-10; 4 — водяной н-асос; 5 — коробка отбора мощности;
6 — редуктор конический; 7 — задний мост; 8 — щетка; 9 — цепная
передача; 10 — ручной тормоз
выходной вал которого соединен с карданным валом, передающим
крутящий момент ведущему валу конического редуктора.
Конический редуктор вмонтирован в раму щетки, и его ведомый вал через
цепную передачу передает вращение щетке. Щетка,
представляющая собой трубу, на которой при помощи троса закреплен
проволочный ворс, устанавливается в раме путем присоединения
боковых ее фланцев к концевым цапфам на шариковых опорах.
Установка плуга и щетки в рабочее и транспортное положения
производится с помощью гидросистемы, состоящей из
установленного за сиденьем водителя масляного бака емкостью 14 л,
шестеренного маслонасоса НШ-10, гидрораспределителя Р75-В2 и двух гидро-
1 Согласно ГОСТ 15840—70, под углом захвата понимается острый угол,
образованный ножом плуга с направлением движения снегоочистителя.
36

цилиндров — подъема плуга и подъема щетки. Опускание плуга и
щетки происходит под действием их собственного веса; замедление
опускания осуществляется посредством дросселя, функции которого
выполняет кольцевое отверстие, находящееся между стержнем
плунжера и сливным отверстием в корпусе гидроцилиндра.
Плужно- щеточный снегоочиститель Д-447М на тракторе
МТЗ-50 (52) (рис. 20) снабжен рабочим оборудованием, состоящим
из снежного плуга, устройства для скалывания уплотненного снега
и цилиндрического щеточного устройства с независимым
гидравлическим управлением из кабины водителя в любом сочетании.
17 X^ \ У[
Рис. 20. Общий вид плужно-щеточного снегоочистителя Д-447М:
1 — снежный плуг; 2 — трактор МТЗ-50 (52); 3 — льдоскалыватель; 4 — щеточное устройство
Плуг навешивается на трактор в передней части с помощью
подвески, состоящей из основной, толкающей и подъемной рам и
гидроцилиндра подъема. Основная рама образуется из правой и левой
рам коробчатого сечения, связанных между собой распорной балкой.
Правая и левая рамы крепятся болтами к раме трактора. С основной
рамой шарнирно соединены толкающая рама и рама подъема отвала.
Отвал крепится болтами к толкающей раме под постоянным углом
и подвешивается на цепях с пружинами к А-образной раме подъема.
Спереди основной рамы приварен кронштейн, на котором шарнирно
закреплен гидроцилиндр подъема плуга; шток этого цилиндра также
шарнирно связан с рамой подъема. Для длительного удержания
плуга в нерабочем (приподнятом) положении на кронштейне
гидроцилиндра закреплены одним концом две цепи, другой конец каждой
цепи набрасывается на крюк, приваренный к балке толкающей рамы.
Отвал плуга цилиндрической формы, равновысотный,
оканчивается снизу резиновым лемехом, укрепленным болтами с
накладками.
Щеточное устройство состоит из основной рамы, карданного вала,
редуктора, рамы щетки, щетки, ограждения и кожуха. Привод
щетки осуществляется от вала отбора мощности трактора. Подъем
и опускание щетки производится гидроцилиндром.

Устройство для скалывания уплотненного снега состоит из двух
скребков, шириной каждый 600 мм, расположенных с просветом
500 мм между ними. Скребки представляют собой плиты с
привернутыми к ним фасонными ножами с двухсторонней заточкой; сверху
прикреплена дугообразная приставка и отбросный щиток. Плиты
скребков связаны с гидроцилиндрами. Части устройства для
скалывания смонтированы на раме коробчатого сечения П-образной формы.
Верхними концами рама шарнирно связана с двумя опорами, укреп-
пленными на рукавах заднего моста трактора. Передний (нижний)
конец рамы подвешен на цепях и поддерживается распорками.
Рис. 21. Общий вид одноотвального плужного снегоочистителя с навесным
оборудованием НСО-228А:
/ — подвеска плуга; 2 — верхняя рама; 3 — гидроцилиндр; 4 — базовый автомобиль; 5 —
коробка отбора мощности; 6 — щетка; 7 — редуктор цепной передачи; 8 — толкающая рама;
9 — плуг
Снегоочиститель типа ПС (ПС-3, ПС-4 и др.) и снегоочиститель
с навесным оборудованием НСО-228А (рис. 21), предназначенные для
очистки от снега городских улиц и площадей, находят еще некоторое
применение в аэродромной и дорожной эксплуатационной службе.
Монтируемое на автомобиле оборудование состоит из снежного
плуга, щетки и гидравлического механизма подъема, конструкция
которых принципиально не отличается от оборудования ПМ-130.
Привод щетки осуществляется от автомобильного двигателя через
коробку перемены передач автомобиля, коробку отбора мощности,
карданный вал, конический редуктор и цепную передачу по схеме
рис. 19.
Имеется несколько модификаций снегоочистительного
оборудования: со сметанием снега в левую или в правую сторону, с ручным
подъемом плуга и щетки и с гидравлическим подъемным устройством.
В рабочем положении отвал опирается на два опорных ролика
или лыжи, регулируемые по высоте. Для смягчения ударов лыжи
снабжены амортизационнымич пружинами.
В настоящее время вместо оборудования НСО-228А,
производство которого прекращено, выпускается несколько более
совершенная конструкция навесного оборудования НСО-164.
38

Снегоочиститель Д-229А, модель ЦКБ-9153 (рис. 22) с рабочим
оборудованием снежного плуга и правого крыла, навешенных на
автомобиле ЗИЛ-164, предназначен для очистки проезжей части
и обочин автомобильных дорог от свежевыпавшего снега. Для
получения необходимого сцепного веса при работе снегоочистителя кузов
автомобиля загружают балластом весом 1,5—2,0 т. Отвал плуга
изготовлен из 4 мм листовой стали; высота его увеличивается вправо
по ходу машины; профиль переменной формы, обеспечивающий
спиральное движение снега по отвалу. В нижней части к отвалу
приварена подножевая плита, к которой крепятся сменные ножи из
марганцовистой стали; в верхней части отвал снабжен дефлекторами
из 2 мм листовой стали. /n
12 3 4 //Л .5
\
Рис. 22. Общий вид одноотвального плужного
снегоочистителя Д-229А, модель ЦКБ-9153:
/ — снежный плуг; 2 — толкающая рама; 3 — гид-
• роцилиндр; 4 — крыло; 5 — выдвижная штанга
Рама отвала шарнирно
соединена с опорной рамой
специальной проушиной,
позволяющей менять угол
резания отвала вдиапазоне
от 25 до 30°. Угол захвата
плуга неизменный и
составляет 51°. При работе
плуг опирается на
шарнирно прикрепленные к
нему лыжи, регулируемые
по высоте.
Крыло в рабочем положении упирается в шарнирно укрепленную
на лонжероне автомобиля телескопическую штангу, которая
удерживает крыло под заданным, регулируемым в пределах от 15 до 75°,
углом захвата. Крыло снабжено кареткой, которая может
перемещаться по стойке, упирающейся нижним концом в подпятник
опорного швеллера, и закрепленной в верхней части к опорной раме
и борту машины. Угол резания крыла 35°.
Подъем плуга и крыла осуществляется с помощью гидроцилиндров
одностороннего действия. Насос гидросистемы приводится от
коробки перемены передач автомобиля через коробку отбора мощности.
' Снегоочиститель Д-666 (рис. 23) предназначен для скоростной
патрульной очистки автомобильных дорог и других площадей с
усовершенствованным покрытием, расчистки легких снежных заносов,
а также очистки от снега обочин дорог и надкюветного пространства.
Его отличительной особенностью является работа на высоких
скоростях, что в сочетании с применением отвала оптимальной
геометрической формы позволяет отбрасывать снег на значительное
расстояние от расчищаемой полосы. Навешиваемое на автомобиль ЗИЛ-130
оборудование состоит из снежного плуга, снабженного противоава-
рийным устройством, правого крыла, системы навески и
гидроцилиндров.
Плуг снабжен неповоротным отвалом, состоящим из верхней части,
имеющей коническую поверхность х (рис. 24), и нижней плоской
Авт. свид. № 294901.
39

Рис. 23. Общий вид одноотвального плужного
снегоочистителя Д-666:
1 — базовая машина; 2 — снежный плуг; 3 — рама; 4 —
параллелограммная система; 5 — кронштейн коробки
отвала; 6 — коробка отвала; 7 — верхняя часть отвала;
8 — нижняя часть отвала; 9 —боковая штанга; 10
—крыло; 11 — опора крыла
Ось конуса
Рис. 24. Рабочая поверхность конической части отвала плуга
снегоочистителя Д-666
40

части в виде двух одинаковых секций со сменными ножами. Над
отвалом размещен козырек, соединенный с верхней частью отвала
посредством пальцев. В транспортном положении козырек
откидывается.
С тыльной стороны отвала на ребрах жесткости расположен
базовый лист с фланцем, к которому присоединена коробка отвала.
На базовом листе смонтировано противоаварийное устройство,
рычаги которого связывают между собой верхнюю и нижнюю части
отвала согласно схеме рис. 13.
Плуг монтируется на автомобиле с помощью трехопорной парал-
лелограммной системы на подвеске, расположенной в передней
части автомобиля и закрепленной на лонжеронах. Крыло, имеющее
постоянный угол резания 30°, монтируется на металлоконструкции,
к которой шарнирно присоединены параллелограммная система
рычагов и гидроцилиндр подъема и опускания крыла. Рабочая
поверхность крыла конической формы подобна форме рабочей
поверхности отвала плуга и в нижней части заканчивается плоскостью.
Наименьшее расстояние крыла от уровня земли 300 мм,
наибольшее — 900 мм. В рабочем положении крыло удерживается рычагами
параллел.ограммной системы и тягой. При установке крыла в
транспортное положение тяга от него отсоединяется и укладывается вдоль
правого борта автомобиля, а крыло поворачивается и располагается
вдоль заднего борта и крепится к нему. Высота крыла наименьшая
550 мм, наибольшая — 1100 мм, ширина захвата — 1500 мм.
Гидропривод, унифицированный с гидроприводом автомобиля
ЗИЛ-ММЗ-555, состоит из насоса, трехсекционного
гидрораспределителя, масляного бака, системы трубопроводов и трех
гидроцилиндров, из которых два параллельно соединенных служат для
управления подъемом и опусканием плуга.
Для увеличения зоны освещения перед снегоочистителем,
электрооборудование автомобиля дополнено двумя поворотными фарами,
вынесенными на верх кабины автомобиля, и двумя подфарниками.
Опорным устройством для плуга являются лыжи. В последней
модели центральная лыжа заменена опорный катком с
амортизационным устройством (рис. 25).
Снегоочиститель Д-667С (рис. 26) также предназначен для
скоростной патрульной снегоочистки автомобильных дорог с усовершен-
стовованным покрытием, расчистки легких снежных заносов и
очистки от снега обочин дорог и надкюветного пространства.
Навешиваемое на автомобиль ЗИЛ-131 оборудование состоит из снежного
плуга и правого крыла, расположенного у задней части кузова.
Плуг снабжен неповоротным-отвалом с рабочей поверхностью
конической формы \ усиленным сзади ребрами жесткости, нижней
плоской части в виде секций со сменными ножами и козырька,
приваренного к верхней кромке конической части. С тыльной стороны
отвала на ребрах жесткости расположен фланец и базовый лист,
Авт. свид. № 294901.
41

А-А
Рис. 25. Опорный каток
с амортизационным
устройством:
1 — стойка; 2 —
металлический обод; 3 — буфер
резиновый; 4 —
роликоподшипник; 5 — ось; 6 — ступица
Рис. 26. Одноотвальный плужный снегоочиститель Д-667С

на котором смонтировано противоаварииное устройство с рычагами,
связывающими между собой коническую часть отвала с его плоской
частью. На фланце отвала закреплена стальная коробка с
проушинами, которыми плуг навешивается на автомобиль. Подвеска пред-
6-6 подернуто
95 '•
А-А повернуто
Рис.27. Рабочая поверхность конической части отвала плуга
снегоочистителя Д-667С
9 8 7 6 5
Рис. 28. Противоаварииное устройство снегоочистителя Д-667С:
/ — опорный каток; 2 — базовый лист; 3 —амортизатор с фиксатором; 4
—кронштейн; 5 — рычаг правой секции; 6 — правая секция; 7 — упор; 8 ■— рычаг левой
секции; 9 — левая секция
ставляет собой раму из двутавровых балок, закрепленную на
лонжеронах автомобиля.
Особенностями отвала, выгодно отличающими его от отвала
Д-666, являются меньший вес и лучшая обзорность из кабины
водителя при одновременном повышении эксплуатационных качеств
машины, что достигнуто главным образом за счет уменьшения высоты
конической части отвала (рис. 27).
43

Противоаварийное устройство (рис. 28) выполнено по той же
схеме (см. рис. 13), что и в снегоочистителе Д-666, но конструкция
его упрощена. Рабочее положение каждой секции отвала ограничено
приваренным к базовому листу упором, препятствующим
произвольному ее опусканию, и штоком амортизатора. Секция составляет
одно целое с верхней частью отвала до тех пор, пока вследствие
столкновения с препятствием сила, приложенная к секции, не
преодолеет усилие, на которое отрегулирован фиксатор
амортизатора (рис. 29), и не будет выжат конус фиксатора. Тогда секция,
связанная с расположенными на базовом листе рычагами,
поднимается и отклоняется в сторону, а ее живая сила гасится пружинами.
Рис. 29. Амортизатор с фиксатором предохранительного устройства:
1 —шток; 2— тарелка; 3— конус фиксатора; 4—пружина фиксатора; 5
—пружина амортизатора; £—цилиндр; 7 —поршень
амортизатора. После прохождения препятствия шток амортизатора
под воздействием сжатых пружин выталкивается из корпуса,
возвращая секцию в рабочее положение. Одновременно фиксатор под
действием своей пружины возвращается в исходное положение, войдя
в сцепление с тарелкой амортизатора.
Опорная часть плуга представляет собой каток с
амортизационным устройством (рис. 25) и две лыжи по бокам. Подъем в транс-
гюртнОе и установка плуга в рабочее положение осуществляются
одним гидроцилиндром двойного действия.
Крыло выполнено с конической рабочей поверхностью, подобной
форме поверхности плуга. Монтаж крыла на автомобиле осуществлен
так же, как монтаж крыла снегоочистителя Д-666, с помощью парал-
лелограммной системы рычагов. Подъем и опускание крыла
производится гидроцилиндром, удержание крыла в рабочем положении —
рычагами параллелограммной системы и тягой, которая
отсоединяется от него, когда крыло укладывается в транспортное положение
вдоль заднего борта машины. Наименьшая высота крыла над
уровнем земли 300 мм, наибольшая — 900 мм.
Гидропривод и электрооборудование унифицированы с Д-666.
Снегоочистительное оборудование Д-667С приспособлено также для
44

его йавески на автомобиль ЗИЛ-130 и может быть полностью
использовано взамен оборудования Д-666.
Снегоочиститель ДЭ-216С предназначен в основном для
патрульной очистки автомобильных дорог с усовершенствованным
покрытием. Вследствие большей мощности двигателя и повышенной
проходимости автомобиля Урал-375, на базе которого монтируется его
оборудование, снегоочиститель способен реализовать большие
тяговые усилия, расчищать заносы из более плотного и твердого снега
и отбрасывать снег на более значительное расстояние, чем
снегоочистители Д-666 и Д-667С.
Оборудование состоит из одноотвального снежнего плуга,
монтируемого на шасси автомобиля с помощью параллелограммной
системы рычагов и толкающей рамы, и крыла, монтируемого с правой
стороны в задней части кузова автомобиля на лонжеронах. Отвал
плуга состоит из верхней части, имеющей коническую форму и
профиль, подобный профилю отвала плуга снегоочистителя Д-666, и
двух нижних плоских секций, на которых установлены ножи с
двухсторонней заточкой. Отвал снабжен противоаварийными
механизмами той же конструкции, что и на снегоочистителе Д-667С,
предохраняющими оборудование и автомобиль от поломок при встрече
с непреодолимым препятствием. Для предохранения стекол кабины'
от снежной пыли над верхней частью отвала вдоль всей верхней
кромки установлен козырек. В работе плуг опирается на две лыжи
и два катка.
Рабочая поверхность крыла имеет коническую форму и профиль,
подобные отвалу плуга. Подвеска крыла позволяет устанавливать
его в выдвинутое рабочее положение и разворачивать вокруг
вертикальной оси с установкой вдоль заднего борта кузова автомобиля и
фиксацией в транспортном положении.
Подъем плуга и крыла осуществляется из кабины водителя с
помощью гидроцилиндров."
Гидросистема снегоочистителя содержит шестеренный насос
НШ-10, трехсекционный гидрораспределитель, масляный бак
емкостью 12 л и два гидроцилиндра.
С целью более широкого внедрения в практику дорожно-эксплу-
атационной службы высокоэффективных одноотвальных плужных
снегоочистителей скоростного типа предусмотрено также создание
одноотвального снегоочистительного оборудования для навешивания
на автомобили МАЗ-500 и МАЗ-503. Это оборудование имеет
значительную степень унификации с оборудованием машин Д-666, Д-667С
и ДЭ-216С. Одноотвальные снегоочистители на базе автомобилей
МАЗ-500 и МАЗ-503 с дизельным двигателем большой мощности
могут быть успешно использованы не только на скоростной
патрульной очистке дорог, но и на удалении больших скоплений снега
средней твердости и значительной плотности.
45

Двухотвальные снегоочистители
Снегоочиститель модели 978 предназначен для расчистки дорог
и площадей от плотного и слежавшегося снега при толщине слоя
до 0,6 м и удаления снежных валов, образуемых после прохода
других снегоочистительных машин. Оборудование, навешиваемое на
трактор ДТ-54, состоит из плуга, толкающей рамы, поперечной балки
и гидросистемы. Для придания машине устойчивости, особенно в
транспортном положении, сзади на трактор навешиваются противовесы.
Плуг выполнен в виде каркаса, сваренного из уголков, на котором
укреплены два соединенных между собой отвала. Нижние кромки
отвалов оснащены сменными ножами, составляющими прямой угол
в плане. Высота отвалов переменная, равномерно увеличивающаяся
от середины плуга к краям. Плуг опирается на три лыжи,
снабженные регулировочным устройством для установки отвала на заданную
высоту от поверхности основания дороги. Усилие от трактора
передается плугу толкающей рамой, к которой приварены упоры и
направляющие стенки, воспринимающие боковые усилия и
предохраняющие плуг от поперечных смещений. Продольные балки рамы
снабжены вилками, при помощи которых она шарнирно соединяется с
поперечной балкой. Ограничение поперечной балки от продольных
смещений осуществлено за счет приварки к раме трактора упорных пластин.
Гидравлическая система, предназначенная для подъема и
опускания плуга, унифицирована с гидроприводом УГ1-М, используемым
для скреперов и бульдозеров на тракторе ДТ-54. Насос приводится
от вала отбора мощности трактора через мультипликатор,
закрепленный на картере заднего моста трактора.
Несмотря на большую потребность в подобных машинах у
дорожных организаций, и особенно сельских хозяйств, этот
снегоочиститель не получил распространения главным образом из-за слабой
маневренности и малой производительности. Эту потребность в вы-
скопроизводительных плужных снегоочистителях на базе
гусеничных тракторов общего назначения тягового класса ЗТ может
обеспечить снегоочиститель на базе тракторов ДТ-75 и Т-74 (рис 30).
Выполненное по проекту ВНИИземмаша оборудование этого
снегоочистителя состоит из плуга с отвалами, геометрическая форма
которых позволяет вести снегоочистку при небольшом тяговом усилии
и срезать высокие снежные пласты в целинном и слежавшемся снеге
на сравнительно высоких рабочих скоростях. Ширина захвата плуга
при работе на снеге очень большой прочности может быть снижена
до 2 м путем снятия прикрепленных к отвалам боковых открылков.
Плуг навешен на толкающую раму, унифицированную с рамой
бульдозера Д-535, закрепленную на раме трактора. Поворот плуга
осуществляется вручную с помощью талрепов, подъем и
опускание — гидроцилиндрами от гидросистемы трактора. Изготовленный
опытным заводом ВНИИземмаша и испытанный на полях
Ленинградской области в зиму 1969 г. образец снегоочистителя показал
высокую производительность, превышающую 15 000 м3/ч, и вполне
46

устойчивую работу при разработке снега плотностью до 0,3 г/см3,
а также хорошую маневренность в различных эксплуатационных
условиях.
Снегоочиститель Д-180В (рис. 31) предназначен для очистки
от снега грунтовых дорог и дорог с переходными типами покрытий,
прокладки снегозадерживающих траншей в снежном покрове на
полях вдоль дорог с целью защиты их от снежных заносов и про-
2
Л&
/^
Рис. 30. Двухотвальный плужный снегоочиститель на
базе гусеничного трактора ДТ-75:
1 — снежный плуг; 2 — гидроцилиндр; 3 — трактор; 4—
толкающая рама; 5 — лыжа; 6 — подвеска; 7 — открылок
кладки путей разового пользования к объектам, с которыми нет по
стоянного автомобильного сообщения в зимний период.
Оборудование, навешиваемое на гусеничный трактор Т-100М,
состоит из снежного плуга, правого и левого крыльев. Навеска плуга
и управление им осуществляется с помощью универсального привода
бульдозера, состоящего из толкающей рамы, передней стойки, ка-
натно-блочной системы и однобарабанной лебедки, приводимой
в действие от вала отбора мощности трактора. Для навески крыльев,
управления ими и удержания их в заданном положении имеется
система конструкций и механизмов, состоящая из рамы крыльев,
верхней и нижней телескопических штанг и канатно-блочной
системы, объединенной с канатно-блочной системой универсального
привода и приводимой от той же лебедки.
47

Управление снегоочистительным оборудованием с помощью ка-
натно-блочной системы осуществляется от лебедки из кабины трак-
торй следующим образом.
Когда нужно поднять плуг, крылья стопорят и включают
лебедку; за счет сокращения расстояния между верхними и нижними
блоками полиспаста универсального привода трос выбирается, и
так как тележки-бегунки по балке рамы крыльев передвигаться не
могут, то плуг поднимается. Опускание плуга происходит под
действием его собственного веса при растормаживании лебедки. При
13
Ю 9
Рис. 31. Двухотвальный плужный снегоочиститель Д-180В:
1 — снежный плуг; 2 — лыжа; 3 — нижняя телескопическая штанга; 4 — базовая машина;
5 — крыло; 6 — лебедка; 7 — верхняя телескопическая штанга; 8 — тросовое управление
крыльями; 9 — рама крыльев; 10 — каретка крыла; // — передняя стойка; 12 — канатно-
блочная система подъема плуга; 13 — толкающая рама
необходимости поднять одно или оба крыла их не стопорят. Так как
вес плуга значительно превышает вес крыльев, тележка (или обе
тележки) при включении лебедки начинает двигаться к середине
балки; плуг остается на месте, а крыло (или крылья) поднимается.
Опускание крыла происходит под действием его силы тяжести при
растормаживании лебедки. Для ограничения подъема плуга между
нижними блоками .полиспаста и толкающей рамой универсального
привода установлен ограничитель.
С целью увеличения зоны освещения перед снегоочистителем
в ночное время передние фары вынесены на кабину трактора. Для
улучшения обзорности кабина снабжена двумя поворотными
зеркалами переднего вида.
Оборудование этого снегоочистителя выпускается также в
северном исполнении под индексом Д-180ВС. Основным отличием этой
модификации является применение материалов высокой хладостой-
кости и соответствующее технологическое исполнение узлов и
деталей механизмов.
48

Из-за сложности и большой металлоемкости конструкции
снегоочиститель Д-180В(С) заменяется снегоочистителем ДЭ-215С
(рис. 32), у которого оборудование, состоящее также из
двухотвального плуга и двух крыльев, навешивается на трактор Т-130.
Главное отличие снегоочистителя ДЭ-215С от снегоочистителей Д-180В
и 180ВС состоит в более совершенной геометрии рабочей
поверхности отвалов и значительном упрощении системы управления
рабочим оборудованием вследствие замены канатно-блочной системы
гидравлической. Новый снегоочиститель обеспечит также большую
производительность за счет увеличения ширины захвата и высоты
Рис. 32. Общий вид двухотвального плужного снегоочистителя
ДЭ-215С:
/ — снежный плуг; 2 — крыло; 3 — базовая машина; 4— гидроцилиндр;
5—толкающая рама; б — лыжа
срезаемого снежного слоя вследствие реализации трактором Т-130
значительно большего тягового усилия (10 7 вместо 6 Г).
Еще более мощным и производительным является
снегоочиститель на базе гусеничного трактора Т-220 (рис. 33), рассчитанный на
удаление крупных отложений слежавшегося и смерзшегося снега,
прокладку снегозадерживающих траншей и пробивку колонных
путей для автомобильного транспорта. У этого снегоочистителя
навесное оборудование состоит из двухотвального плуга и двух крыльев
с общей шириной захвата, достигающей 7,5 м. Как и у
снегоочистителя ДЭ-215С, управление рабочим оборудованием осуществлено
с помощью гидроцилиндров.
Снегоочиститель Д-596 (рис. 34) предназначен для расчистки
снежных отложений средней плотности и твердости высотой до 0,8 м
и отодвигании неслежавшихся несмерзшихся снежных валов
высотой до 1,3 м. Базовой машиной для снегоочистителя служит
двухосный колесный тягач МоАЗ-542 со всеми ведущими колесами.
Оборудование состоит из снежного плуга, навешиваемого на раму
тягача, полностью унифицированную с рамой бульдозера Д-581.
4 Д. А. Шалман 49

К продольным балкам рамы приварены кронштейны, на которых
монтируются четыре гидроцилиндра. Два из них служат для подъема
и опускания рамы с плугом, два других—для его поворота вокруг
оси соединения плуга с рамой и увеличения при необходимости угла
въезда машины.
Рис. 33. Общий вид двухотвального плужного снегоочистителя на
тракторе Т-220:
1 — снежный плуг; 2 — гидроцилиндр; 3 — трактор; 4— крыло;
5—толкающая рама
Плуг выполнен в виде сварной конструкции из двух отвалов
цилиндрической формы, соединенных между собой сзади
поперечными балками, а в носовой части — рассекателем. Между образую-
/1
К
л~\- 4ji
—/— у —/-
Рис. 34. Общий вид двухотвального плужного снегоочистителя
Д-596:
1 —базовая ,машина; 2—кронштейн; 3— гидроцилиндр подъема плуга;
4 —толкающая рама; 5—гидроцилиндр поворота плуга; 6— снежный
плуг
щими цилиндрических поверхностей отвалов угол в плане
составляет 90°. На нижнюю, плоскую часть отвала установлены сменные
ножи с двусторонней заточкой. Угол между ножами в плане 120°.
Плуг установлен на трех лыжах, положение режущей кромки
относительно поверхности дороги регулируется по высоте с помощью
прокладок. Привод гидроцилиндров осуществляется от гидросистемы,
50

унифицированной с гидросистемой бульдозера Д-581. Гидрораспреде-^
литель обеспечивает плавающее (рабочее) положение гидроцилиндров.
Плуг снабжен двумя амортизаторами, выполненными в виде
стаканов, в которые встроены мощные пружины. Угол въезда тягача
с плугом составляет 26°, минимальный радиус поворота (по
наружному колесу) 7,5 м.
Снегоочиститель ДЭ-214С, опытный образец которого (рис. 35)
изготовлен в 1967 г., выполнен на базе двухосного колесного
Рис. 35. Двухотвальный плужный снегоочиститель ДЭ-214С
трактора «Кировец». Рассчитанный главным образом на удаление
снежных отложений средней плотности и твердости высотой до
1,0 ж, отодвигание снежных валов и прокладку
снегозадерживающих траншей, снегоочиститель способен работать на больших
скоростях, чем снегоочиститель на гусеничном ходу.
Снегоочистительное оборудование состоит из снежного плуга и
правого крыла, управляемых из кабины водителя с помощью
гидравлики. Угол въезда трактора с плугом равен 14°. Обзорность
при работе составляет 8,7 м от передней оси машины,
минимальный радиус поворота по наружному колесу — 7,5 ж.
Снегоочиститель ДЭ-217С выполнен на базе автомобиля
повышенной проходимости Урал-375 и предназначен главным образом для
скоростной очистки автомобильных дорог от свежевыпавшего снега
с отбросом его далеко от расчищаемой полосы, удаления снега с
обочин дорог и разработки валов в надкюветном пространстве.
Оборудование состоит из снежного плуга, навешенного с помощью парал-
лелограммной подвески в передней части автомобиля, и правого
крыла, расположенного в задней части. Управление подъемом и
опусканием плуга и крыла осуществлено с помощью
гидроцилиндров от дополнительной гидросистемы.
4* 51

ел
to
Техническая характеристика отечественных плужных снегоочистителей
Таблица 12'
Тип или индекс
Базовая машина
Тип
снегоочистительного оборудования
Мощность двигателя
базовой машины в л. с.
Ширина захвата в мм:
без крыльев
с крыльями
(крылом)
" Высота
разрабатываемого слоя снега в мм:
слежавшегося
свежевыпавшего
Угол захвата
снежного плуга в град
Угол захвата крыльев
в град
Угол резания
снежного плуга в град
На поливо-
моечной
машине
ПМ-130
ПМ-130П
Одноотваль-
ный
поворотный
плуг с

линдрической щеткой
150
До 3000
200
35; 45
Д-447М
Трактор
«Беларусь»
МТЗ-50 (52)
Одноотваль-
ный, с
оборудованием
скалыва-
теля и щетки
50—55
2500
До 500
75
ПС-4
Д-229А,
модель
9153
Д-666
Д-667С
ДЭ-216С
На автомобиле
с дизельным
двигателем
Автомобили
ЗИЛ-150,
ЗИЛ-164
Одноотваль-
ный
поворотный
плуг с

линдрической щеткой
До 95
2770
400
50; 55; 60; 65
ЗИЛ-164
ЗИЛ-130
ЗЦЛ-131
Урал-375
МАЗ-500
МАЗ-503
Одноотвальный плуг с одним правым крылом
95
2450
4080
300
51
15—75
25—30
150
2600
3700
300
60
60
30
150
2600
3700
300
60
60
30
175
До 3000
» 4000
500
60—70
60
30—40
180
До 3000
» 4000
500
60—70
60
30—40
180
До 3000
» 4000
500
60—70
60
30—40

Продолжение табл. 12
ел
аз
Система управления
подъемом:
снежного плуга
крыльев
Высота подъема
снежного плуга в мм
Максимальная
рабочая скорость
снегоочистителя в км/ч
Максимальная
транспортная скорость
снегоочистителя в км/ч
Высота отвала
снежного плуга в мм: .
спереди
сзади
Вес
снегоочистительного оборудования в кг
Общий вес
снегоочистителя в кг
Габаритные размеры
снегоочистителя в мм:
длина
ширина без
крыльев
ширина с
крыльями
высота
—
300
20
35
800
800
960
6120—6290
8560
3060
—
2500
—
—
—
25,8
700
700
1480
4800
6720
2500
—
2405
—
350
11
20
700
700
1200
6500^
7920
3060
—
2170
Гидравлическая
250
35
50
600
1200
960
4860
8900
3060
4370
2700
300
40
60
700
1840
1300
5800
10 450
3 000
4 400
2 300
Гидр авлическая
300
45
60
700
1840
1200
7660
10 400
2 950
4 400
2 555
350
50
70
—700
—1800
9900
—10 900
3 200
—
2 680
350
50
70
—700
—1800
8250
—10 000
—3 200
—
2 640
350
50
70
—700
—1800
8250
—9700
—3200
—4500
2640

Продолжение табл. 12
Тип или индекс
Базовая машина
Тип
снегоочистительного оборудования
Мощность двигателя
базовой машины в л. с.
Ширина захвата в мм:
без крыльев
с крыльями
(крылом)
Высота
разрабатываемого слоя снега в мм:
слежавшегося
свежевып авшего
Угол захвата
снежного плуга в град
Угол захвата крыльев
в град
Угол резания
снежного плуга в град
Модель 978
ДТ-54
Двухотвалы
54
3060
—
600
—
45
—
—
На
гусеничном
тракторе
тягового
класса
ЗТ
Д180В (С)
ДЭ-215С
Гусеничные тракторы
ДТ-75,
Т-74
1ый плуг
75
До 3000
—
600
—
60
—
29
Т-100М
Двух
с правые
108
3540
7300
600
1200 *
45
45—90
30
Т-130
ПГЛ
отвальный
1 и левым ]
140
4000
До 7000
1000
1400
60
—
45
На
гусеничном
тракторе
тягового
класса
15Т
Т-220
плуг
крыльями
220
4000
До 7500
1200
—
60
—
20—30
Д-596
Двухосный
колесный
тягач
МоАЗ-542

Двухотвальный
плуг
240
4000
—
800
—
60
—
—
ДЭ-214С
Колесный
трактор
«Кир овец»
К-700
(К-700А)
Двухотваль
220
3500
4600
1200
—
—60
—
20—30
ДЭ-217С
ДЭ-218С
Автомобили
Урал-375
ный плуг
крылом
175
До 3000
» 4000
—
500
60—70
60
30—40
МАЗ-503
с правым
180
До 3000
» 4000
—
500
60—70
60
30—40

Продолжение табл. 12
Система управления
11 ид bciVXUM •
снежного плуга
крыльев
Высота подъема
снежного плуга в мм
Максимальная
рабочая скорость
снегоочистителя в км/ч
Максимальная
транспортная скорость
снегоочистителя в км/ч
Высота отвала
снежного плуга в мм:
спереди
сзади
Вес
снегоочистительного оборудования в кг
Общий вес
снегоочистителя в кг
Габаритные размеры
снегоочистителя в мм:
длина
ширина без
крыльев
ширина с
крыльями
высота
Гидравлическая
—
350
5
7,9
1000
1370
1875
7275
5500
3500
—
2350
—
—400
— 10
10,8
1000
1200
7750
5750
3000
—
2250
Канатно-
блочная
То же
600
5
10,1
1400
1950
2540
— 15 200
6325
4560
7300
3075
Гидравлическая
600
7
11
1180
1600
3400
—
6620
4600
7000
3065
—
15
17,8
— 1200
— 1600
—
—20 500
7600
4400
—8000
2900
Гидравлическая
—
—
20
35
1275
1985
1850
16 400
8550
4000
—
3250
Гидравлическая
—
10
32,6
1120
1850
—2500
— 13 800
— 10 000
3 500
4 600
3 580
350
50
70
—700
— 1800
—1
9900
— 10 000
3 500
—
2 680
350
50
70
—700
— 1800
8250
8650
3250
4600
2500

Снегоочиститель ДЭ-218С (рис. 36), выполненный на базе
автомобиля МАЗ-503, снабжен унифицированным со снегоочистителем
ДЭ-217С рабочим оборудованием, состоящим также из снежного
плуга и правого крыла. Обладая мощным двигателем—дизелем,
этот снегоочиститель может успешно выполнять и патрульную
скоростную очистку от снега дорог с усовершенствованным покрытием
с одновременным отбросом снега на большое расстояние от
расчищаемой полосы и разработку валов из плотного и слежавшегося
8650
Рис. 36. Общий вид двухотвального плужного снегоочистителя
ДЭ-218С:
/ — снежный плуг; 2 — подвеска плуга; 3 — базовая машина; 4 —
гидроцилиндр управления крылом; 5 — крыло
снега. Для управления рабочим оборудованием снегоочистителя,
осуществляемого из кабины водителя, использована гидравлическая
система подъема и опускания кузова автомобиля.
Техническая характеристика отечественных плужных
снегоочистителей приведена в табл. 12.
7. Зарубежные конструкции
Многие фирмы выпускают одноотвальные и двухотвальные плуги,
навешиваемые на различные базовые машины. В большинстве своем
это плуги сдвигающего действия или отбрасывающие снег на
небольшое (в пределах до 3 м) расстояние от расчищаемой полосы.
Значительная часть этих плугов поворотные, и их отвалы могут быть
установлены в зависимости от условий снегоочистки с различным углом
захвата. Лишь редкие фирмы выпускают оборудование с отвалами,
имеющими оптимальную геометрическую форму, позволяющими
вести снегоочистку на больших скоростях, и снабженное надежными
противоаварийными устройствами, обеспечивающими отброс снега
на значительное расстояние.
Одноотвальные снегоочистители
Фирма «Good Roads Machinery согр.» (США) производит
снегоочистительное оборудование многих моделей. Навешиваемые на
автомобили грузоподъемностью от 1 до 3 Т и предназначенные для
перемещения снега на любую сторону от дороги плуги моделей 121,
152, 154 и 156 выполнены с поворотными прямыми отвалами. Плуг
56

модели 121 может быть установлен в два положения на правую и
левую стороны с углами захвата 48 и 55°, плуги остальных моделей —
в три положения с углами захвата 48, 55 и 62°. Плуги снабжены
предохранительным устройством, позволяющим плугу подниматься
и отклоняться при встрече с препятствием. Пружина
предохранительной защелки устройства может быть отрегулирована на
заданное усилие в зависимости от свойств удаляемого снега, а смягчение
удара при возвращении плуга в рабочее положение осуществляется
благодаря пружинному
амортизатору.
Плуги моделей 701Н,
712, 721, 750, 752, 754 и
756, предназначенные для
скоростной очистки от
снега дорог и навешиваемые
на автомобили
грузоподъемностью до 5 Г,
снабжены отвалами с
переменной высотой. Отвалы
поворотные: плуг модели 721
может быть установлен
с одной стороны с углами
захвата 48 и 55°, плуги
остальных моделей — с уг-
Рис. 37. Одноотвальный плужный
снегоочиститель фирмы «Balderson Inc.» (США)
лами 48, 55 и 62°.
Отвалы плугов всех
моделей выполнены из
стального листа толщиной 3,6 мм, ножи отвалов имеют сечение 12,7 X
X 152,4 мм. Опорами для плуга служат ролики или лыжи.
Фирма «Balderson Inc.» (США) выпускает плуги, устанавливаемые
на грузовых автомобилях и погрузчиках фирмы «Caterpillar».
Режущая кромка плуга выполнена секционной и подпружиненной
(рис. 37). Сталкиваясь с непреодолимым препятствием, секция
отклоняется назад, пропуская под собой препятствие, затем под
воздействием пружины возвращается в рабочее положение. Фирма
выпускает также быстроповоротные плуги, применяемые для очистки от
снега улиц и аэродромов. Поворот плуга в крайнее правое или левое
положение с углом захвата 65° осуществляется с помощью
гидравлики за 15 сек. Длина плуга 3 м, высота отвала 1 м.
Фирма «Schmidt» (ФРГ) производит прямые плуги типоразмеров
El, Fl, E3 и F3, навешиваемые на автомобили Unimog и
предназначенные для очистки от снега дорог местного значения. У плугов
типа Е отвалы секционные, у плугов типа F — только ножевая
часть выполнена секционной и снабжена амортизаторами.
Фирма «Arbra Verkstads Aktlebolag» (Швеция) изготавливает плуги
моделей DB-70 и DB-85 для навески на грузовые автомобили,
тракторы и автогрейдеры легких и средних типов, а также крылья
модели SVH, устанавливаемые на автогрейдеры средних и тяжелых
о/

типов. Плуги поворотные, с прямыми отвалами. Нижняя часть
отвала, на которой смонтирован поворотный сектор, усилена.У плуга
модели DB-70 нож отвала выполнен секционным, секции
подпружинены. В работе плуг опирается на два регулируемые по высоте
башмака круглой формы или колеса. Подъем и опускание плуга
осуществляется гидроцилиндрами или тросово-блочной системой, поворот
плуга (в пределах до 45° на правую и левую стороны) —
гидроцилиндрами. Поджатие плуга к основанию дороги с целью копирования
10 11
Рис. 38. Боковой отвал типа SVH фирмы «Arbra Verk-
stads Aktiebolag» (Швеция):
1 и 10 — балки автогрейдера; 2 — тяга; 3 — отвал; 4— брус;
5— параллелограммный механизм; 6—гидроцилиндр; 7—рама;
8 — центральная стойка автогрейдера; 9 — пружина; 11 —
тяговый брус
ее поверхности производится гидроцилиндрами подъема и опускания
плуга, которые снабжены специальными пружинами. На базовые
машины плуги навешиваются с помощью рам различных типов или
универсальной рамы.
Крылья модели SVH навешиваются на автогрейдеры сбоку,
позади отвала автогрейдера. Подъем и опускание крыла на высоту до
800 мм и установка его в заданное положение в горизонтальной
плоскости производится с помощью гидравлики из кабины водителя,
установка его под углом для разработки валов и очистки от снега
надкюветного пространства осуществляется вручную. Оборудование
(рис. 38), состоящее из крыла, механизма навески, параллелограмм-
ного механизма, рамы и тягового бруса, крепится к раме автогрейдера
в трех точках: к передней балке, центральной опорной стойке и
задней балке. Механизм навески, выполненный заодно с крылом,
соединен с передней балкой шарнирной тягой, а с центральной опорной
стойкой — гидроцилиндрами двойного действия.
Параллелограммный механизм шарнирно соединен с центральной опорной стойкой
58

и механизмом навески. Такая система позволяет подачей рабочей
жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра осуществлять
боковое смещение, поворот и установку крыла в заданное положение,
а также автоматически предотвращает поломку при столкновении
крыла с препятствием. Амортизация возникающих при этом ударных
нагрузок происходит за счет пружины на тяговом брусе.
Фирма «Arps corp.»(США) рекламирует плуг с прямым отвалом,
устанавливаемый на тракторе АВ-12 и предназначенный для уборки
не только снега, но и грунта. Особенность плуга состоит в том, что
он может быть установлен под пятью различными углами резания,
четырьмя углами наклона к горизонту, семью углами захвата при
работе вперед и тремя углами захвата при работе назад и может
выдвигаться вправо или влево на 380 мм. Поворот плуга на 180°
осуществляется перестановкой опорного штифта.
Фирма «Gallon» (Канада) выпускает новые модели
снегоочистительного оборудования 63 и 65, навешиваемого на автогрейдеры
фирмы «Galion Mfg of Canada Ltd» и состоящего из плугов с отвалами
переменной высоты и крыльев различной длины: для модели 63—3,6;
3,9 и 4,3 му модели 65 — 3,6 и 3,9 м- Крыло для модели 63 снабжено
толкающей штангой, тягами, расцепляющей пружиной и механизмом
подъема, модели 65—двумя толкающими штангами и
расцепляющей пружиной.
Фирма «Lundholm & со KB» (Швеция) производит плуги с прямым
отвалом моделей D340/900, D300/700 и D300 для навески на
автомобили и модели D225/700 — на колесный трактор. Последняя модель
имеет две модификации: с пружинным предохранителем и без него.
Автомобильные снегоочистители рассчитаны на работу со скоростью
до 35 км/ч, и плуг применяется обычно в сочетании с крылом
модели S8LB, расположенным непосредственно за плугом у кабины
шофера, либо с крылом модели S9, располагаемым в конце машины,
в районе кузова. В первом сочетании снегоочиститель может быть
применен в населенных пунктах и на дорогах с большим количеством
поворотов, во втором — на очистке не очень извилистых дорог, так
как при левом повороте между плугом и крылом образуется снежный
вал. Крыло S8LB, оборудованное гидравлическим подъемным
устройством и ручным управлением, и крыло S9 (при наличии подъемного
устройства) можно применять не только на расширении площади
очистки, но и разработке боковых снежных валов.
Отвал крыла S8LB переменного сечения, минимальная высота
600 мм, максимальная — 1500 мм- Длина режущей кромки 2500 мм,
наибольшая ширина захвата 1800 мм, вес плуга 750 кг. Для
предотвращения повреждения о поребрик крыло снабжено устройством
гусеничного типа.
Для навески на мощные автогрейдеры фирма выпускает крыло,
с помощью которого можно разрабатывать высокие снежные валы и
расширять полосу очистки на 1600 мм. Управление им полностью
гидрофицировано, и оно может быть установлено в любом заданном
положении в горизонтальной и вертикальной плоскости. Отвал крыла
59

переменной высоты, минимальная высота 530 мм, максимальная
1400 мм, наибольшая ширина захвата 1600 мм, общий вес 1200 кг.
Плуг D225/700, предназначенный для очистки от снега небольших
дорог, имеет ширину захвата от 2,25 до 3,0 м и снабжен пружинным
предохранителем. В сочетании с крылом модели S200T или UNV
(с шириной захвата от 0,5 до 1,3 м), устанавливаемым в заданное
положение вручную, он применяется также для расширения полосы
расчистки и удаления боковых валов.
Фирма «Ahjo» (Финляндия) выпускает оборудование,
навешиваемое на грузовой автомобиль и предназначенное для очистки от снега
Рис. 39. Одноотвальный плужный снегоочиститель фирмы
«Windsor pippin согр.» (США)
дорог и аэродромов с различным типом покрытий. На-патрульной
очистке снегоочиститель работает на скоростях до 60 км/ч, отбрасывая
снег, согласно данным фирмы, до 15 м, на расчистке снежных
заносов рабочая скорость снегоочистителя достигает 25 км/ч.
Отвал плуга с рабочей поверхностью специальной геометрической
формы имеет регулируемый угол захвата. Плуг снабжен
предохранительным устройством, благодаря которому нож при наезде на
препятствие отклоняется вверх, а устройство на толкающей раме
позволяет получить после прохода машины чистую, ровную
поверхность. Верхнад кромка отвала снабжена отражателем, защищающим
стекла кабины от снега. Для увеличения дальности отбрасывания
снега плуг можно выдвигать вправо на 900 мм от наружного края
правого переднего колеса автомашины. Для разбрасывания снежных
валов плуг снабжен боковым ножом, прикрепляемым к его
наружному краю.
Фирма «Walter Тгиск Motor» (США) выпускает снегоочиститель
с трехсекционным поворотным отвалом длиной 8,4 м,
устанавливаемым на правую и левую стороны с углом захвата 50°. Управление
плугом — гидравлическое. Плуг в транспортном положении может
складываться. Рабочая скорость снегоочистителя достигает 48 км/ч*
60

Фирмы «Windsor Pippin corp.» n«Wain—Roy со» (США) выпускают
комбинированное оборудование, состоящее из плуга со встроенным
на его правом краю небольшим ротором. Отвал плуга снегоочистителя
фирмы «Windsor Pippin corp.» (рис. 39) имеет переменную высоту
и снабжен плавающей подвеской, автоматически копирующей профиль
очищаемой поверхности. Привод ротора (диаметр ротора равен
430 мм) осуществляется от гидросистемы, используемой также для
подъема и опускания плуга.
Оборудование фирмы «Wain—Roy со» навешивается на погрузчик
вместо ковша. Длина плуга 1,8—1,9 м. Для подъема и регулирования
угла наклона плуга используются гидроцилиндры погрузчика,
ротор приводится во вращение от гидродвигателя. Дальность
отбрасывания снега, в пределах до 10,5 м, регулируется дросселированием
жидкости, поступающей в гидродвигатель.
Двухотвальные снегоочистители
Фирма «Schmidt» (ФРГ) производит оборудование типоразмеров
К1 и КЗ для навески на автомобили Unimog, оборудованные для этой
цели универсальными пластинами, а также гидроцилиндрами,
которыми осуществляется управление рабочим органом. Высота
отвалов у плугов увеличивается от
середины плуга к направлению
выброса снега.
Фирма «Galion» (Канада)
выпускает навешиваемые спереди на
автогрейдеры той же фирмы плуги
переменной высоты различных
моделей: от наиболее легких 503 до
самых тяжелых Т-700. Для
управления плугом используется
гидросистема автогрейдера. Опорой плу-
Рис. 40. Двухотвальный плуг фирмы
о
«Arbra Verkstads Aktiebolag»
(Швеция)
га служат лыжи, имеющие
сменную подошву.
Для удаления снега с обочин
дороги и разработки боковых
валов плуг может быть дополнен
крылом фирмы «Snow—Wing», навешиваемым на автогрейдеры
средних моделей сбоку и управляемым с помощью гидросистемы
автогрейдера. Крылья имеют три типоразмера и рассчитаны на
удаление валов снега значительной высоты.
о
Фирма «Arbra Verkstads Antiebolag» (Швеция) производит плуги
моделей 24V40, 26V30 и 26V40, навешиваемые на грузовые
автомобили (рис. 40). Плуг, состоящий из двух соединенных между собой
отвалов конической формы, снабжен рамой, задняя часть которой
монтируется своей трубчатой осью на специальной подвеске,
закрепленной на лонжеронах автомобиля и удерживаемой в средней
части двумя пружинами. Такая конструкция позволяет плугу при
61

Таблица 13
Техническая i
Фирма
Базовая машина
Грузоподъемность
базовой машины в Т
Ширина захвата (без
крыльев) в мм
Высота отвала в мм:
спереди
сзади
Рабочие скорости в
км/ч
Система управления
«Wau-
sau
Iron

Works»
(США)
характеристика зарубежных одноотвальных плужных снегоочистителей
«Good Roads Machinery
согр.» (США)
Грузовой автомобиль
3—5
2740
840
1300
—
1—3
2270—2500
610
610
—
До 5
До 2700
610
1070
—
>5
2740
860
1600
—

«Walter
Truck

Motor»
(США)
Тягач
—
>6000
—
—
До 48
Гидравлическая

«Windsor

Pippin
согр.»
(США)
«Schmidt»
(ФРГ)
Автомобили
Geep
—
1800
450
600
—
Unimog
—
2200 и
2600
820
820
—
—
2300 и
2700
900
900
—
о
«Arbra Verkstads
Aktiebol ag»
(Швеция)
Грузовой
автомобиль, трактор,
автогрейдер
—
2400
700
700
—
—
2800
850
850
—
Гидравлическая
или тросовая
«Lund-
holm»

(Швеция)
«Ah-
jo»


ляндия)
Грузовой
автомобиль
—
2700
950
950
До 35
—
2500
—
1800
До 60

Гидравлическая

Таблица 14
Техническая характеристика зарубежных двухотвальных
Фирма
Базовая машина
Грузоподъемность
базовой машины в Т или
мощность двигателя
Ширина захвата (без
крыльев) в мм
Высота отвала в мм:
в носовой части
сзади
Рабочие скорости в
км/ч
Схема управления
«Gal ion»
(Канада)

Автогрейдер
—
1980—3175
660—1320
1320—2260
—
«Schmidt»
(ФРГ)

Автомобиль
Unimog
—
2200
650
1200
—
—
2600
800
1400
—
о
«Arbra Verks-
tads Aktiebo-
lag»
(Швеция)
Грузовой
автомобиль
—
2400
800
1400
—
—
2680
800
1330
—
Гидр<
—
2680
820
1565
—
авличе
плужных снегоочистителей
«Lundholm
Грузовой

автомобиль,
колесный
трактор
—
1800
600
1050
—
екая
—
2000
750
1150
—


лесный

трактор
—
2400
650
1350
—
» (Швеция)


лесный,
гу-
се-
нич-
ный

трактор
—
2400
750
1400
—

Гусеничный
трактор
2800—4100
1150
1650
—
«Ah jo»

(Финляндия)
Грузовой
автомобиль
6,6
2657
800
—
3000
—
—
До 40

Механическая
«Komatsu»
(Япония)

Гусеничный
трактор
85—
165 л. с.
2350—3000
1660—1920
—
—

Гидравлическая
и
тросовая

низком расположении места соединения подвески с рамой копировать
профиль полотна дороги.
Фирма «Lundholm&co KB» (Швеция) выпускает плуги с отвалами
переменной высоты — от малой модели F180B весом 275 кг до самой
крупной модели F280TS весом 1400 кг, предназначенные для навески
на грузовые автомобили, колесные и гусеничные тракторы.
Плуг одной из последних малых моделей, монтируемых на
колесный трактор, в сочетании с крылом модели S100, монтируемым слева,
непосредственно за плугом, применим для всех марок трактора и
используется преимущественно на очистке труднодоступных участков.
Вес этого оборудования, включая крыло, 400 кг.
Фирма «Ahjo» (Финляндия) производит оборудование,
навешиваемое на грузовые автомобили, колесные и гусеничные тракторы и
даже прицепляемое к автобусам. Снегоочистители этой фирмы
эффективно работают на расчистке снежных заносов и расширении
проезжей части дороги. У многих моделей ширина захвата правым
отвалом плуга делается больше, чем левым. Так, снегоочиститель
с удлиненным правым крылом Ругу IIIA на базе грузового
автомобиля грузоподъемностью не менее 471 и мощностью не менее 90 л. с.с
эффективно ведет снегоочистку со скоростью до 40 км/ч. Благодаря
сравнительно малому углу резания (33°) и специальной форме
рабочей поверхности отвалов снег поступает на отвал, сохраняя свои
пластические свойства, и отбрасывается направленной в сторону
струей на 6—9 м. Отброс, по рекламным данным, начинается уже
при скорости движения 20 км/ч, что позволяет отбрасывать снег и
на поворотах. Крепление плуга осуществляется при помощи
универсального буферного сцепного механизма, снабженного резиновым
амортизатором. Вес оборудования — 700 кг.
Фирма «Komatsu» (Япония) выпускает несколько моделей
оборудования, навешиваемого на гусеничные тракторы. Ширина плуга
самой малой модели D50—15, навешиваемого на трактор мощностью
85 л. с и весом 8,4 га, равна 3,0 ж, вес плуга 1910 /сг; ширдна плуга
модели D60—3, навешиваемого на 125-сильный трактор весом 11,8 т,
равна 3,5 ж, вес 2500 кг; моделей D80—12 и D85—12, навешиваемых
на 165 сильный трактор весом 15,4 га, соответственно — 3,84 м и
4020 кг при гидроприводе и 3,84 м и 4300 кг при тросовом управлении.
Техническая характеристика зарубежных плужных
снегоочистителей, получивших наиболее широкое распространение, приведена
в табл. 13 и 14.
ГЛАВА IV
Конструкции роторных снегоочистителей
Номенклатура роторных снегоочистителей, выпускаемых
отечественной промышленностью и особенно зарубежными фирмами,
насчитывает большое количество типоразмеров прежде всего из-за
невозможности создания универсальных снегоочистительных машин
с активным рабочим органом, успешно работающих в различных
эксплуатационных условиях.
64

Наибольшее признание у нас в стране получили шнеко-роторные
снегоочистители, зарекомендовавшие себя как надежные и
достаточно производительные машины, способные вести работу на снеге
средней плотности и твердости. На протяжении последних лет
созданы отечественные снегоочистители с фрезерным питателем,
успешно разрабатывающие твердый и слежавшийся снег- большой
плотности. Для некоторых специализированных снегоочистителей,
когда высокая производительность и большая дальность отброса
снега не являлись основными требованиями, предъявляемыми к
машине, но необходимо было обеспечить работу на снеге очень большой
твердости, оказалось целесообразным применение рабочего органа
совмещенного типа.
За рубежом находят применение различные типы роторных
снегоочистителей, в том числе плужно-роторные, успешно
используемые на снеге небольшой плотности и прочности.
До последних лет серийно у нас выпускались тяжелая и средняя
модели шнеко-роторных снегоочистителей Д-450 и Д-470.. В связи
со снятием с производства базового автомобиля МАЗ-502
снегоочиститель Д-450 заменен шнеко-роторным снегоочистителем Д-902,
а снегоочиститель Д-470, также в связи со снятием с производства
базового автомобиля (ЗИЛ-157), заменен шнеко-роторным
снегоочистителем Д-707С (ДЭ-210). Основное назначение этих новых моделей
машин — очистка от снега аэродромов, а также, ввиду отсутствия
налаженного производства дорожных роторных снегоочистителей,
автомобильных дорог. Серийно выпускается у нас на протяжении
ряда лет легкая модель фрезерно-роторного снегоочистителя МС-59,
особенно зарекомендовавшего себя в аэродромно-эксплуатационной
службе. Начато производство фрезерно-роторных дорожных
снегоочистителей Д-904С, предназначенных для работы в горных условиях
и в условиях Севера, а в ближайшее время предполагается начать
выпуск дорожного роторного снегоочистителя Д-909С на
тракторе «Кировец». В связи с ожидаемым началом производства
двухосного колесного тягача МоАЗ-542, имеется в виду организовать
изготовление на этой базе дорожного снегоочистителя Д-601С;
запланировано также создание высокопроизводительного фрезерно-
роторного аэродромного снегоочистителя по типу снегоочистителя
Д-558.
8. Отечественные конструкции
Плужно-роторные снегоочистители
Плужно-роторный снегоочиститель В-78 является навесным на
трелевочный трактор ТДТ-75 и предназначен для зимнего
содержания лесовозных автомобильных и автотракторных дорог (рис. 41).
Снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме: тракторный
двигатель, расположенный в передней части, снят, а в задней части
машины на месте снятых с трактора лебедки и погрузочного щита
установлен двигатель 2Д6Н, передающий мощность раздаточной
коробке (рис. 42), которая распределяет ее на механизм передвиже-
5 Д. А. Шалман 65

ния и рабочий орган. Привод рабочего органа осуществляется через
цилиндрический редуктор и цепную передачу, трансмиссия
обеспечивает роторам, имеющим встречное направление вращения, две
скорости, и соответственно две дальности отброса снега. Привод
#$ж^%^^
Рис. 41. Общий вид плужно-роторного снегоочистителя
В-78:
/—кожух ротора; 2—гидроцилиндр подъема рабочего органа;
3 — толкающая рама; 4 — ротор
ходовой части осуществляется через пятискоростную коробку
перемены передач на задний мост трактора и ведущие звездочки
гусеницы, что обеспечивает получение 10 скоростей передвижения
Рис. 42. Кинематическая схема плужно-роторного
снегоочистителя В-78:
/ — двигатель; 2 — раздаточная коробка; 3 — ротор; 4 — рыхлитель
снегоочистителя в диапазоне от 0,69 до 10,9 км/ч, из которых пять
скоростей от 0,69 до 2,47 км/ч ■— рабочие.
Рабочий орган состоит из двух расположенных в цельносварном
кожухе роторов с криволинейными лопастями и двух рыхлителей
диаметром 1,24 ж, помещенных впереди каждого ротора на одной
с ним оси. Снабженные выбросными патрубками кожухи роторов
установлены на опорных катках и могут быть повернуты в любую
66

сторону. Опорами для рабочего органа являются две регулируемые
по высоте лыжи. Поворот кожухов роторов и подъем рабочего органа
осуществляется гидроцилиндрами, управляемыми из кабины водителя.
Рис. 43. Общий вид плужно-роторного снегоочистителя Д-382:
/—базовая машина; 2— трансмиссия привода рабочего органа;
3—толкающая рама; 4 —гидроцилиндр подъема рабочего органа; 5—кожух ротора;
6 — рыхлитель
Плужно-роторный снегоочиститель Д-382 является самоходной
машиной, рабочий орган которой смонтирован на гусеничном
тракторе Т-140 (рис. 43). Снегоочиститель предназначен для очистки дорог
в районах с сильными заносами и работы в условиях бездорожья.
Рабочий орган состоит из двух роторов, смонтированных в сварном
5 б
Рис. 44.
Кинематическая схема плужно-
роторного снегоочи- -Г
стителя Д-382: г
3 2 "' 12 U
9 6 8
1 — ротор; 2 — шнек; 3 — рыхлящий вал; 4—цепная передача; 5 — раздаточная коробка;
6 — карданный вал; 7 — редуктор; 8 — коробка отбора мощности; 9 — передача к ведущей
звездочке; 10 — бортовой фрикцион; 11 — коробка перемены передач; 12 — двигатель
кожухе — плуге, двух одновитковых шнеков, расположенных
в передней части каждого ротора на его валу, и рыхлящего вала.
Диаметр шнеков 1,1 м, шаг витков — 0,45 м. Рыхлящий вал
диаметром 0,8 м, снабженный 16 лопастями, расположенными по
винтовой линии, может быть установлен на заданную высоту в пределах
от 0,15 до 2,0 м- По бокам корпус рабочего органа имеет подрезные
ножи. В рабочем положении плуг опирается на регулируемые по
высоте лыжи.
Снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме: привод
механизма передвижения и рабочего органа осуществляется от двига-
5* 67

теля трактора (рис. 44). Крутящий момент роторам и шнекам
передается от вала отбора мощности через редуктор, раздаточную
коробку, конические редукторы правого и левого ротора и систему
карданных валов. Рыхлящий вал получает вращение от конического
редуктора правого ротора через двухступенчатую цепную передачу.
Роторы и шнеки имеют две скорости и встречное направление
вращения, такое же количество скоростей у рыхлящего вала; при
номинальном числе оборотов двигателя скорости вращения вала равны
160 и 95 обIмин.
Управление подъемом и опусканием всего рабочего органа,
рыхлящего вала, а также пдворот кожухов ротора осуществляется с
помощью гидравлики.
Получение рабочих (пониженных) скоростей машины
обеспечивается четырехскоростным ходоуменьшителем, встроенным в
трансмиссию механизма передвижения трактора и выполненным в одном
кожухе с коробкой отбора мощности. Ходоуменынитель дает
возможность получить четыре скорости в диапазоне от 0,235 до 1,57 км/ч
при номинальной скорости коленчатого вала двигателя 1000 об/мин.
Тяговое усилие трактора передается рабочему органу через
толкающую раму, к поперечной балке которой крепятся кронштейны
для гидроцилиндров.
Шнеко-роторные снегоочистители
Шнеко-роторный снегоочиститель Д-470 представляет собой
самоходную машину на базе шасси трехосного автомобиля повышенной
проходимости ЗИЛ-157КЕ (рис. 45). Снегоочиститель предназначен
для очистки от снега взлетно-посадочных полос и подъездных путей
Рис. 45. Шнеко-роторный снегоочиститель Д-470
68

аэродромов и может успешно работать на разбрасывании снежных
валов и удалении других снежных скоплений на площадях с
усовершенствованным покрытием. Снегоочиститель выполнен по
одномоторной схеме: автомобильный двигатель с машины снят, и привод
рабочего органа и ходовой части осуществляется от установленного
на раме шасси сзади кабины на месте снятого кузова автомобиля
двигателя У2Д6-С2.
Рабочий орган состоит из смонтированных в общем
цельносварном корпусе ротора и двухшнекового питателя. Боковины корпуса
несут на себе вертикальные ножи, нижняя часть корпуса снабжена
Рис. 46. Кинематическая схема шнеко-роторного снегоочистителя Д-470:
/ — питатель; 2 — ротор; 3 и 15 — предохранительные устройства; 4 — конический
редуктор; 5 — раздаточный редуктор с демультипликатором; 6 — карданный вал; 7 — двигатель;
8, 9 и 13 — задний, средний и передний мосты; 10 — раздаточная коробка; 11 — коробка
перемены передач; 12 и 14 — муфты сцелления; 16 — цепная передача
горизонтальным сменным ножом. Левая боковина корпуса
выполнена совместно с картером цепной передачи привода питателя. Ротор
представляет собой литую звездообразную ступицу с шестью лапами,
к которым болтами крепятся лопасти. Ступица свободно сидит на валу
редуктора и соединена с фланцем, насаженным на шлицевой хвостовик
вала посредством предохранительных калиброванных пальцев,
рассчитанных на заданный крутящий момент и срезаемых в случае его
превышения. Статически отбалансированный ротор заключен в
кожух, снабженный патрубком для выброса снега. Однозаходные шнеки
выполнены в виде пустотелых труб с приваренными по концам
цапфами, установленными на сферических подшипниках. По периферии
трубы расположены витки шнека с левым и правым направлением
спирали, концевые витки шнеков усилены стальными кронштейнами.
Рабочий орган соединяется с шасси автомобиля подвеской, состоящей
из двух стоек, уравнительного устройства, обеспечивающего
удержание рабочего оборудования в горизонтальном положении при его
подъеме и опускании с помощью гидроцилиндров, и толкающей рамы.
В нижней части корпус рабочего органа снабжен регулируемыми по
высоте лыжами.
Привод ротора осуществляется от двигателя через систему
карданных валов, раздаточный и конический редукторы (рис- 46).
69

Шнековому питателю крутящий момент передается от той же
трансмиссии через ведомую шестерню конического редуктора и систему
цепных передач, соединенных с выходным валом конического
редуктора предохранительными калиброванными пальцами.
Для получения пониженных, рабочих скоростей передвижения
снегоочистителя, в трансмиссии между двигателем и автомобильной
коробкой перемены передач встроен ходоуменьшитель с прямой
передачей и передачей 1:6. Наличие пятискоростной КПП идвухскорост-
ной раздаточной коробки позволяет получить 10 рабочих скоростей
в диапазоне от 0,35 до 5 км/ч. От ходоуменьшителя отбирается
мощность на насос гидросистемы, состоящей из маслобака, шестеренного
насоса МШ-ЗА, двухзолотникового распределителя с
предохранительным клапаном, двух гидроцилиндров подъема и опускания рабочего
органа и одного гидроцилиндра поворота кожуха ротора.
Снегоочиститель снабжен системой подогрева, обеспечивающей
возможность быстрого запуска двигателя в суровые зимние периоды.
Шнеко-роторный снегоочиститель Д-707 спроектирован на базе
автомобиля ЗИЛ-131 в двух исполнениях: двухмоторном и
одномоторном.
Исполнением снегоочистителя Д-707 по двухмоторному варианту
предусмотрено создание снегоочистителя, сочетающего в себе
аэродромную и дорожную модификации.
Рабочий орган снегоочистителя состоит из ротора и двухшнеко-
вого питателя с однозаходными шнеками, смонтированных в общем
цельносварном корпусе, снабженном вертикальными и
горизонтальными ножами для подрезания и обрушения снежной массы. Ротор
заключен в кожух с патрубком для выброса снега, при помощи
гидроцилиндра поворачиваемым в заданное положение на правую или
левую сторону. Кожух рабочего органа внизу снабжен поворотными
вокруг вертикальной оси и регулируемыми по высоте лыжами.
Механизм передвижения снегоочистителя приводится от
автомобильного двигателя, а в целях получения необходимых рабочих
скоростей в трансмиссию механизма встроен двухступенчатый
ходоуменьшитель с передачами 1 : 1,645 и 1 : 5,85. Привод рабочего
органа осуществляется от дизеля ЯМЗ-238НБ, установленного на
раме шасси автомобиля сзади кабины на месте снятого кузова. Через
цилиндрические редукторы, систему карданных валов и
цилиндрическую передачу раздаточного редуктора крутящий момент
передается ротору и дополнительно через коническую передачу
раздаточного редуктора и цепную передачу шнекам.
Трансмиссия рабочего органа позволяет получить при
номинальном числе оборотов двигателя две скорости ротора: повышенную —
для аэродромной модификации, обеспечивающую значительную
дальность отброса снега, и пониженную —для дорожной модификации,
дающую возможность получить более высокую производительность
при соответственно уменьшенной дальности отброса снега.
Второе, одномоторное исполнение шнеко-роторного
снегоочистителя Д-707С {ДЭ-210) — это аэродромный вариант снегоочистителя
70

с одной повышенной дальностью отброса снега. Этот снегоочиститель
(рис. 47), выпускаемый с 1970 г., предназначен для очистки от снега
взлетно-посадочных полос, подъездных путей и других площадей
аэродромов, и его применение на работах, где не требуется
отбрасывания снега на значительное расстояние, недостаточно
рентабельно.
Рабочий орган снегоочистителя этого исполнения полностью
унифицирован с рабочим органом шнеко-роторного снегоочистителя Д-470
и состоит из такого же ротора и питателя, смонтированных в общем
корпусе, снабженном вертикальными и горизонтальными ножами.
Рис. 47. Шнеко-роторный снегоочиститель ДЭ-210~(Д-707С)
Привод рабочего органа и механизма передвижения
снегоочистителя осуществляется от двигателя У2Д6-250, установленного на
раме автомобильного шасси сзади кабины. Автомобильный двигатель
с машины снят, что позволило по сравнению с двухмоторным
вариантом разгрузить передний мост при транспортном положении.
Для получения пониженных рабочих скоростей в трансмиссию
встроен двухскоростной ходоуменьшитель с прямой передачей и
передачей 1 : 6,96 (рис. 48). Так как раздаточная коробка двухскоростная
и коробка перемены передач пятискоростная, то это обеспечивает
получение 10 рабочих скоростей машины в диапазоне от 0,384 до
5,92 км/ч. Привод механизма передвижения осуществляется от
двигателя через раздаточный редуктор, коробку перемены передач,
ходоуменьшитель, раздаточную коробку, систему карданных
передач, главные передачи и дифференциалы ведущих мостов. Ротор
приводится от того же двигателя через раздаточный редуктор и
редуктор рабочего органа, шнеки—дополнительно через коническую
и систему цепных передач.
От раздаточного редуктора отбирается мощность на насос
гидросистемы. Гидросистема рабочего оборудования (рис. 49) приводится
от насоса НШ-10.
71

Шнеко-роторный снегоочиститель Д-450 (рис. 50),
предназначенный для очистки от снега взлетно-посадочных полос, рулежных
дорожек и подъездных путей аэродромов, выполнен на базе шасси
двухосного автомобиля повышенной проходимости МАЗ-502. Рабочее
оборудование, состоящее из шестилопастного ротора и трехшнекового
питателя с однозаходными шнеками, смонтировано в общем
цельносварном корпусе вместе с цепной передачей привода шнеков,
кожухами и гидроцилиндром поворота кожуха ротора. Ступица ротора
/5
Рис. 48. Кинематическая схема шнеко-роторного снегоочистителя ДЭ-210:
1 — питатель; 2 — ротор; 3 — конический редуктор; 4 и 6 — гидронасосы; 5 — раздаточный
редуктор; 7 — коробка перемены передач с ходоуменьшителем; 8 — компрессор; 9 —
двигатель; 10 — ручной тормоз; 11 — раздаточная коробка; 12, 13 и 14 — задний, средний^
передний мосты; 15 — цепная передача
свободно посажена на вал и соединена с фланцем приводного вала
редуктора с помощью предохранительных пальцев.
Предохранительными срезными пальцами соединена и ведущая звездочка цепной
передачи привода шнеков с карданным валом, получающая вращение
от редуктора привода рабочего органа.
Привод снегоочистителя выполнен по двухмоторной схеме:
механизм передвижения приводится от автомобильного двигателя,
рабочий орган — от дополнительного двигателя, установленного на месте
снятого с автомашины кузова (рис. 51). Для получения рабочих
скоростей передвижения снегоочистителя в трансмиссию встроен
планетарный ходоуменьшитель с прямой передачей и передачей 1:4.
Ротору крутящий момент передается через цилиндрический редуктор,
систему карданных валов и цилиндрическую передачу раздаточной
коробки, шнековому питателю — дополнительно через коническую
и цепную передачи.
72

и
Рис. 49. Гидравлическая схема
шнеко-роторного снегоочистителя ДЭ-210:
/ — гидронасос шестеренный; 2 —
масляный бак; 3 — фильтр; 4 — гидроцилиндр
подъема рабочего органа; 5 — дроссель;
6 — гидрораспределитель; 7 —
гидроцилиндр поворота кожуха ротора
«
Рис. 50. Шнеко-роторный снегоочиститель Д-450
Рис. 51. Кинематическая
схема шнеко-роторного
снегоочистителя Д-450:
а — рабочий орган; б —
ходовая часть;
/ — питатель; 2 — ротор;
3 — раздаточный редуктор;
4 — цилиндрический
редуктор; 5 — двигатель рабочего
органа; 6 и 10 — передний и
задний мосты; 7 —
двигатель автомобиля;
8—коробка перемены передач; 9 —
раздаточная коробка с ходо-
уменьшителем
73

Гидросистема (рис. 52) питается от шестеренного насоса НШ-ЗА,
который приводится от автомобильного двигателя через коробку
перемены передач и редуктор.
Шнеко-роторный снегоочиститель Д-902 на базе трехосного
автомобиля повышенной проходимости Урал-375 (рис. 53) предназначен
для очистки от снега взлетно-
посадочных полос, рулежных
дорожек, подъездных путей
и других площадей
аэродромов.
Как и снегоочиститель
Д-450, эта машина выполнена
по двухмоторной схеме (рис.
54): привод механизма
передвижения осуществлен от
двигателя автомобиля, привод
рабочего оборудования — от
дополнительного двигателя—
дизеля 1Д12Б,
расположенного в задней части
автомобиля на месте кузова. В
трансмиссию ходовой части встроен
ходоуменыпитель, позволяющий получить набор рабочих
скоростей передвижения снегоочистителя в диапазоне от 0,45 до
3,75 км/ч. В связи со значительной нагрузкой, приходящейся на
Рис. 52. Гидравлическая схема шнеко-ро-
торного снегоочистителя Д-450:
/ — гидронасос; 2 — масляный бак; 3 —
трубопровод; 4—гидрораспределитель; 5 и 6 —
гидроцилиндры подъема рабочего органа; 7 —
гидроцилиндр поворота кожуха ротора; 8 —-
манометр
Рис. 53. Шнеко-роторный снегоочиститель Д-902:
/ — питатель; 2 — ротор; 3 — подвеска рабочего органа; 4 — двигатель автомобиля; 5 —
толкающая рама; 6 — базовая машина; 7 — карданный вал; 8 — редуктор; 9 — двигател ь
рабочего органа
передний мост автомобиля в транспортном положении, рессорная
подвеска этого моста усилена, а максимальная транспортная скорость
передвижения снижена до 42 км/ч, что достигнуто удалением одной
передачи из раздаточной коробки. Для защиты трансмиссии
механизма передвижения от перегрузок при работе на малых скоростях
в кинематической цепи ходоуменьшителя установлены
предохранительные калиброванные пальцы, рассчитанные на заданный крутя-
74

щий момент. Е^связи с применением ходоуменьшителя изменена
конструкция ведущего и промежуточного валов раздаточной коробки
и стояночный тормоз перенесен на задний мост.
Трансмиссия привода рабочего органа состоит из цилиндрического
редуктора, соединенного с двигателем посредством пневмошинной
муфты, системы карданных валов и раздаточного редуктора, от
которого крутящий момент передается непосредственно ротору и через
систему цепных передач — шнековому питателю. Двигатель рабочего
Рис. 54. Кинематическая схема шнеко-роторного
снегоочистителя Д-902:
гатель; 2 — ротор; 3 — раздаточный редуктор; 4 — цилиндри-
редуктор; 5—муфта сцепления; 6— двигатель рабочего органа;
гт автомобиля; 8 — ходоуменыыитель; 9 — коробка перемены
Т1Г /-\«"1 АТТ ПТ1* / Л Т1П ТУ Т* Л ФЛ ТТ Т_ О Т"» ТЧ~\ li Ж *""\^ ТТ ТТ <Т
1 — питатель; 2 —
ческий pi '
7 — мост
оиля; о — ходоуменыиитель; у — ко]
передач; 10 — двигатель автомобиля
оборудования смонтирован на подмоторной раме, которая
закреплена на консоли удлиненной рамы шасси автомобиля. Для быстрого
запуска двигатель оборудован системой подогрева.
Рабочий орган (рис. 55) состоит из однороторного метательного
аппарата и двухшнекового питателя, смонтированных в общем
корпусе, снабженном горизонтальными и вертикальными ножами для
подрезания и обрушения снега. Метательный аппарат представляет
собой шестилопастной статически отбалансированный ротор
дискового типа со ступицей, свободно насаженной на вал и соединенной
посредством предохранительных пальцев с фланцем, расположенным
на шлицевом валу раздаточного редуктора.
Ротор заключен в кожух, снабженный выбросным патрубком,
устанавливаемым в заданное положение с помощью гидроцилиндров.
Шнековый питатель состоит из двух горизонтально расположенных
друг над другом однозаходных шнеков, выполненных из пустотелых
труб, на которых навиты винтовые лопасти с правым и левым направ-
75

лением спирали. Удаление из пространства между шнеками
накапливающегося снега осуществляется с-помощью расположенных между
шнеками горизонтальных пластин с направляющими кронштейнами,
(ПО)
6
Вид А
по которым снег отводится к
шнекам. Для предохранения шнеков
от поломки при попадании в них
посторонних предметов, вал
ведущей звездочки - цепной передачи
соединен с выходным валом
раздаточного редуктора с помощью
полумуфт, соединенных между
собой калиброванными пальцами,
срезаемыми в случае превышения
расчетного крутящего момента.
Рабочий орган опирается в
работе на две шарнирно-установлен-
ные и регулируемые по высоте
лыжи.
Подъем и опускание рабочего
органа осуществляется от
гидропривода с помощью
гидроцилиндров двухстороннего действия. Гид-
ростема (рис. 56) состоит из
шестеренного насоса, который
приводится от автомобильного двигателя
через коробку перемены передач
и редуктор, гидрораспределителя, масляного бака и гидроцилиндров.
Управление сосредоточено в обогреваемой кабине водителя.
Снегоочиститель обслуживается одним человеком, и для связи
водителя с диспетчерским пунктом оборудован приемно-передающей
радиостанцией Р-848. Для обеспечения работы в ночных условиях
76
Рис. 55* Рабочий орган шнеко-ротор-
ного снегоочистителя Д-902:
/—кожух выбросного патрубка; 2— шнек;
3 — ротор; 4 — верхний соединительный
лист; 5 — перемычка; 6 и 7 — ножи;
8 — горизонтальный лист; 9 — лыжа;
10 — выбросное окно

снегоочиститель оборудован поворотной противотуманной фарой,
включаемой из кабины, двумя фарами основного света, фонарем
мигающего света, габаритными огнями спереди и сзади и
подфарниками сигнализации поворотов. Емкость топливных баков,
установленных на снегоочистителе, обеспечивает его непрерывную работу
на протяжении 12 ч.
С 1969 г. начато производство этого снегоочистителя в новой
модификации под индексом Д-902С, приспособленной для работы также
в районах с суровой
зимой (при температуре до
—60°С). Принципиальным
отличием этой
модификации от первоначального
исполнения
снегоочистителя является
использование в рабочем
оборудовании хладостойких
материалов, применение
базовой машины автомобиля
Урал-375 северной
модификации и комплектующих
изделий, предназначенных
для работы в северных
условиях.
Шнеко-роторный
снегоочиститель Д-601 (рис. 57)
выполнен на базе
двухосного колесного тягача
МоАЗ-542 с механической
трансмиссией,
снабженного бульдозерным
оборудованием. Машина
предназначена для работы в
зимний период как снегоочиститель на очистке от снега автомобильных
дорог, в остальное время года — как бульдозер. В отличие от
снегоочистителей Д-470, Д-707С (ДЭ-210), Д-450 и Д-902, где применены
для привода рабочего органа двигатели серии Д, ремонт и
эксплуатация которых представляет для дорожных организаций известные
трудности, этот снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме
с одним двигателем ЯМЗ-238, более дешевым и надежным в
эксплуатации. Трансмиссия тягача (рис. 58) включает коробку отбора
мощности, четырехскоростную коробку перемены передач и раздаточную
коробку с ходоуменьшителем и обеспечивает получение 16 рабочих
скоростей в диапазоне от 0,25 до 3,98 км/ч, что оправдывает
одномоторный привод, так как позволяет достигнуть на всех режимах
производительность, близкую к оптимальной. От коробки отбора
- мощности приводится непосредственно гидронасос рулевого
управления тягачом и редуктор привода насосов гидросистемы, с помощью
77
Рис. 56. Гидравлическая схема шнеко-роторного
снегоочистителя Д-902:
1 — гидрораспределитель Р-75ВЗА; 2 — фильтр;
3 — масляный бак; 4 — насос шестеренный НШ-1СД;
5 — манометр; 6 — гидроцилиндр подъема рабоч» го
органа; 7 — гидроцилиндр поворота кожуха ротора

которой осуществляется подъем, опускание и принудительное
прижатие к основанию рабочего оборудования, а также поворот
выбросного патрубка, а через систему карданных валов и двухскоростную
коробку скоростей приводится рабочий орган.
Рис. 57. Шнеко-роторный снегоочиститель
Д-601 в работе
Рис. 58. Кинематическая
схема шнеко-роторного
снегоочистителя Д-601;
/ — питатель; 2 — ротор; 3 и
5 — предохранительные
устройства; 4 — редуктор рабочего
органа; 6 — редуктор привода
насосов гидросистемы; 7 —
гидронасос; 8 — коробка отбора
мощности; 9 — двигатель; 10 —
мост тягача; //—коробка
перемены передач; 12 — раздаточная
коробка с ходоуменыиителем
Рабочий орган состоит из дискового лопастного ротора идвухшне-
кового питателя. Двухскоростная коробка скоростей рабочих органов
позволяет получить для ротора две окружные скорости 15,6и24,7ж/шс
и соответственно две дальности отброса снежной массы: 17 и 30 ж.
В отличие от изиестных кинематических схем роторных
снегоочистителей с двумя или несколькими скоростями ротора, в настоящей
схеме предусмотрена постоянная (а не пропорциональная скорости
ротора) скорость вращения питателя, что позволяет избежать ничем
не оправданных энергетических затрат при работе ротора на второй
78

скорости. Наличие второй скорости ротора и повышенной в связи
с этим дальности отброса снега дает возможность успешно
использовать этот снегоочиститель и на очистке от снега аэродромов, а
вследствие высоких тяговых свойств тягача и осуществления
принудительного прижатия рабочего органа к основанию забоя, снегоочистителем
можно вести работы на плотном и твердом снеге.
На базе тягача МоАЗ-542 с гидродинамической трансмиссией,
разработан проект нового специализированного дорожного
снегоочистителя Д-601С. В проекте снегоочистителя, предназначенного для
Рис. 59. Кинематическая схема шнеко-роторного снегоочистителя Д-601С;
/ — двигатель; 2 — муфта сцепления; 3 — коробка отбора мощности; 4 —
гидротрансформатор; 5 — муфта электромагнитная; 6 — цилиндрический редуктор; 7 ~ гидронасос пер.емен-
ной производительности; 8 — цепная передача; 9 — питатель; 10 — ротор; 11 — цилиндри-
ческо-конический редуктор; 12 — мост тягача; 13 — коробка перемены передач с
раздаточной коробкой; 14 — ходоуменьшитель
очистки от снега автомобильных дорог в районах с низкой
температурой, использованы рациональные решения, принятые в
конструкции снегоочистителя Д-601, и рабочее оборудование унифицировано
с оборудованием снегоочистителя Д-902С.
Снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме (рис. 59).
Трансмиссия механизма передвижения, включающая коробку отбора
мощности, гидротрансформатор, коробку перемены передач и
одноступенчатый ходоуменьшитель, дает возможность получить только
четыре рабочие скорости от 0,455 до 2,84 км/ч, что недостаточно для
обеспечения оптимальной производительности на различных режимах
снегоочистки. Количество транспортных скоростей четыре, в
пределах от 6,43 до 40 км/ч.
Рабочий орган приводится от двигателя через коробку отбора
мощности, систему карданных валов, одноступенчатый редуктор и
раздаточный редуктор. От цилиндрической пары раздаточного
редуктора крутящий момент передается ротору, а от конической пары
раздаточного редуктора через цепную передачу — шнековому
питателю. В целях предохранения ротора и трансмиссии от поломок,
79

ступица ротора соединена с фланцем, расположенным на валу
редуктора, срезными пальцами. Предохранение от поломок питателя
осуществлено с помощью металлокерамиковой муфты предельного
момента, расположенной на ведущем валу звездочки цепной передачи.
Как и у шнекчо-роторного снегоочистителя Д-902С, рабочий орган
состоит из одного ротора и двухшнекового питателя, имеющих одну
скорость.
Гидросистема содержит насос, приводимый от промежуточного
вала цилиндрического редуктора, и гидроцилиндры подъема рабочего
органа и поворота выбросного патрубка ротора.
Рис. 60. Шнеко-роторный снегоочиститель Д-909С
Со снегоочистительным оборудованием снегоочистителя Д-902С
унифицировано также оборудование шнеко-роторного
снегоочистителя Д-909С, навешиваемого на двухосный колесный трактор
K-7Q0A (рис. 60). Этот снегоочиститель предназначен для очистки
от целинного и слежавшегося снега дорог и автомагистралей с
усовершенствованным покрытием, а также грунтовых дорог.
Снегоочистительное оборудование имеет исполнение, обеспечивающее
возможность его эксплуатации в районах с низкими температурами.
Снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме (рис. 61). От
двигателя трактора приводится механизм передвижения машины и
рабочее оборудование, состоящее из ротора и двухшнекового
питателя. Получение рабочих скоростей обеспечивается с помощью
встроенного в трансмиссию механизма передвижения ходоуменьшителя,
запроектированного в двух исполнениях: 1) гидромеханического,
который приводится от гидромотора, питаемого насосом постоянной
производительности и 2) механического, обеспечивающего получение
восьми рабочих скоростей в диапазоне от 0,31 до 1,74 км/ч.
Регулирование подачи рабочей жидкости в гидромотор (в первом исполнении)
80

Рис. 61. Кинематическая схема шнеко-роторного снегоочистителя Д-909С:
/ — двигатель; 2 и 4 — гидронасосы; 3 — коробка перемены передач с раздаточной
коробкой; 5 — муфта фрикционная; 6 — цилиндрический редуктор; 7 — цепной редуктор; 8 —
питатель; 9 — ротор; 10 — цилиндрическо-конический редуктор; // — мост трактора; 12 —
гидромотор; 13 — механический ходоуменьшитель; 14 — редуктор гидроходоуменьшителя;
15 — шестерня реверса
Рис. 62. Гидравлическая схема шнеко-роторного снегоочистителя
Д-909С:
/ _ масляный бак; 2 — гидроцилиндры подъема рабочего органа; 3 —
гидрораспределитель трактора; 4 — гидроцилиндр поворота кожуха ротора;
5 — манометр; 6 — гидронасос
6 Д. А- Шалман
81

осуществляется дросселированием, что позволяет получать
бесступенчатое изменение скоростей на 1-й передаче—до 0,57 км/ч, на
2-й —до 1,11 км/ч, на 3-й —до 1,8 км/ч и 4-й —до 3,41 км/ч.
Опытный образец снегоочистителя выполнен с механическим ходо-
уменынителем.
Подъем и опускание рабочего оборудования, а также поворот
кожуха ротора с выбросным патрубком осуществляется
гидроцилиндрами (рис. 62). Отбор мощности для насосов НШ-98 (один насос
обслуживает гидроцилиндры рулевого управления, второй —
гидроцилиндры навесной системы) осуществлен от КПП трактора.
Фрезерно-роторные снегоочистители
Фрезерно-роторный снегоочиститель МС-59 является
малогабаритной машиной, предназначенной для очистки от снега мест
стоянок, тротуаров, бульварных дорожек, дворов, складских площадок и
различных труднодоступных мест, где использование
крупногабаритных снегоочистителей невозможно, с
отбросом снега или погрузкой в
транспорт (рис. 63). Снегоочиститель
представляет собой самоходный агрегат,
передвигающийся на двух пневмоколе-
Рис. 63. Общий вид фрезерно-роторного
снегоочистителя МС-59:
1 — питатель; 2 — кожух ротора; 3— направляющая труба;
4 — направляющий желоб; 5 — шасси; 6 — коробка
перемены передач; 7 — управление; 8 — двигатель
сах и двух самоориентирующихся катках, регулируемых по высоте,
и состоит из шасси и рабочего органа. Соединение рабочего органа
с шасси осуществлено при помощи откидных болтов по привалочной
плоскости с центрирующим поясом.
Рабочий орган состоит из ротора и питателя в виде двух четырех-
заходных фрез ленточного типа. Статически отбалансированный
ротор, представляет собой стальной диск с тремя радиально
расположенными лопастями, заключенный в кожух, который снабжен вы-
82

бросным патрубком, позволяющим отбрасывать снег под углом
к горизонту от 15° и больше на правую или левую сторону. Поворот
кожуха в нужное положение осуществляется поворотным механизмом
вручную. Фрезы питателя выполнены из труб, к которым приварены
ленточные спирали с отгибными зубьями. Вал питателя смонтирован
на опорах в кронштейнах рамы рабочего органа.
Снегоочиститель выполнен по одномоторной схеме (рис. 64).
Мотоциклетный двухцилиндровый двигатель М-72, задросселированный
на мощность 14 л. с, приводит ходовую часть снегоочистителя и
рабочее оборудование через коробку перемены передач. Каждому ходо-
3
м-178 об/мин
п =702 об/мин! 10
Рис. 64. Кинематическая схема фрезерно-роторного свегоочисти-
теля МС-59:
/—питатель; 2 — конический редуктор; 3— муфта предельного момента;
4 — ротор; 5 — муфта кулачковая; 6 — червячная зубчатая пара;
7 — ходовое колесо; 8 — коробка перемены передач; 9 — двигатель;
10 — муфта соединительная
вому колесу крутящий момент передается от коробки перемены
передач через цилиндрическую и червячную пару и многодисковый
фрикцион. Четыре ступени передач в коробке обеспечивают
получение трех рабочих скоростей от 0,4 до 1,4 и одной транспортной
скорости 8,2 км/ч. Кроме того, имеется одна задняя скорость, равная
2 км/ч. Ротор приводится непосредственно от выходного вала КПП,
питатель — от того же вала через конический редуктор.
Шасси снегоочистителя снабжено дышлом, предназначенным для
транспортировки машины за автомобилем.
Фрезврно-роторный снегоочиститель Д-663 является
малогабаритной машиной, предназначенной для очистки от снега заводских
территорий, открытых складов и небольших площадей в
труднодоступных местах и отбрасывания снега в сторону или погрузки его в
транспортные средства. Рабочее оборудование снегоочистителя навешено
на полностью гидрофицированный двухосный колесный тягач рамной
конструкции Д-456 с жесткой подвеской на четырех пневматических
колесах. Каждая пара колес, расположенных по одну сторону тягача,
приводится от своего гидродвигателя, питаемого насосом переменной
производительности (рис. 65).
6* " 83

Механизм привода рабочего органа также гидромеханический:
от двигателя тягача приводится насос постоянной
производительности, питающий гидродвигатель, передающий через систему
зубчатых передач крутящий момент ротору и от вала ротора через
конический редуктор — питателю.
Дисковый четырехлопастной ротор и фрезерный питатель
смонтированы в общей раме. Питатель выполнен в виде трехзаходной
фрезы ленточного типа с углом
подъема винтовой линии
наружной кромки 30°.
Для погрузки снега в
транспортные средства
снегоочиститель снабжен
погрузочным желобом,
установленным над выбросным
патрубком.
Фрезерно-роторный
снегоочиститель Д-558 (рис. 66)
представляет собой
самоходную машину с рабочим
оборудованием, состоящим из
ротора, питателя и
воздуходувной установки,
смонтированных на тягаче МоАЗ-542.
Машина х способна удалять
с больших площадей,
имеющих усовершенствованное
покрытие, значительные массы
Рис. 65. Кинематическая схема тягача Д-456: слежавшегося и смерзшегося
снега и отбрасывать его на
расстояние более 50 м. Это
достигается за счет большой
мощности силовых установок,
высокой окружной скорости
ротора и поддува снежной струи сжатым воздухом.
Снегоочиститель выполнен по двухмоторной схеме (рис 67).
Ходовая часть приводится от дизеля ЯМЗ-238НБ, рабочий орган •—
от дизеля М-616В. В конструкцию тягача внесены некоторые
изменения: главными из них являются увеличение базы колес до 3600 мм,
поднятие кабины водителя и перенос на новое место двигателя.
Трансмиссия механизма передвижения состоит из
цилиндрического редуктора, от которого отбирается мощность на привод
гидронасосов, пятискоростной коробки перемены передач с двухскорост-
ным ходоуменьшителем, раздаточной коробки с реверсом, системы
карданных передач, дифференциалов переднего и заднего мостов и
колесных планетарных редукторов. Трансмиссия обеспечивает по-
1 — двигатель; 2 — муфта центробежная; 3—
раздаточная коробка; 4 — насос переменной
производительности; 5 — гидродвигатель; 6 —
редуктор; 7 — гидронасос привода рабочего органа;
8 — муфта зубчатая
Авт. свид. № 275095.
84

Рис. 66. Фрезерно-роторныи снегоочиститель Д-558
Рис. 67. Кинематическая схема фрезерно-роторного
снегоочистителя Д-558: а — ходовая часть; б — рабочий орган;
1 и 6 — мосты базовой машины; 2 и 15 — двигатели; 3 — ходоумень-
шитель; 4 и 7 — гидронасосы; 5 — цилиндрический редуктор; 8 —
коробка перемены передач; 9— раздаточная коробка; /0 —питатель; 11 —
конический редуктор; 12 — ротор; 13 — планетарный редуктор;
14 — вентилятор поддува
85

Лужение 10 скоростей от 1,36 до 27,2 км/ч вперед и Такое Же
количество скоростей назад.
Трансмиссия привода рабочего органа содержит муфту
сцепления, систему карданных валов, планетарный и конический редукторы.
Вентилятор приводится от двигателя прямой передачей, ротору кру-
3730 6 транспортном положении
12
Рис. 68. Рабочий орган
фрезерно-роторного
снегоочистителя Д-558:
/—кожух ресивера; 2 —
выбросной патрубок;
3 — колесо вентилятора;
4 — кожух ротора; 5 —
планетарный редуктор;
6 — гидроцилиндр
механизма поворота кожуха
ротора; 7 — питатель;
8— рассекатель; 9 — рама
рабочего органа; 10 —
выходное отверстие для
сжатого воздуха; 11 —
выбросное отверстие для
снега; 12 — кожух
вентилятора; 13 —
толкающая балка; 14— опорный
каток; 15 — зачистной
нож; 16 — конический
редуктор фрезерного
питателя
тящий момент передается через планетарный, питателю —
дополнительно через конический редуктор.
В целях предохранения трансмиссии и рабочего оборудования от
поломок, ведомая шестерня конического редуктора соединена с
фланцем, насаженным на вал фрезы, а ступица ротора — с ведомым валом
планетарного редуктора посредством калиброванных пальцев,
срезающихся при перегрузках.
86

Смонтированный на раме рабочий орган (рис. 68) йавешен на
тягач с помощью подвески, толкающая рама которой шарнирно
соединена с рамой базовой машины. Кожух рамы рабочего органа вверху
имеет рассекатели для обрушения нависающего над питателем снега,
внизу — ножи для зачистки основания снежного забоя. Рабочий
орган опирается на два катка.
Ротор — дисковый, шестилопастной — в центральной части имеет
конусную форму, что позволило приблизить его цейтр тяжести
к переднему мосту. Ротор заключен в кожух, снабженный
выбросным патрубком, устанавливаемым в заданное положение посредством
механизма, управляемого гидроцилиндром.
Питатель состоит из двух фрез с четырехзаходными винтовыми
лентами правого и левого вращения, соединенных между собой
общим валом. Угол подъема винтовой линии ленты по наружному
диаметру ~25°, ширина ее 170 мм, в сечении она имеет форму
уголка. Необходимая прочность ленты обеспечивается ребрами
жесткости и мощными подпорками, соединенными с крестовинами
вала.
Включение воздуходувки осуществляется с помощью зубчатой
муфты независимо от ротора. Нагнетаемый вентилятором сжатый
воздух поступает в ресивер, откуда со скоростью порядка 80 м/сек
выходит в щелевой насадок прямоугольной формы, охватывающий
выбросной патрубок кожуха ротора по всему периметру. Работа
с включенной воздуходувкой позволяет несколько увеличить
дальность отбрасывания снежной массы за счет соответствующего
уменьшения производительности снегоочистителя.
Гидросистема снегоочистителя состоит из гидроприводов
рулевого управления тягача и рабочего оборудования. Гидропривод
тягача имеет шестеренный насос и гидрораспределитель, следящее
устройство рулевого управления и гидроцилиндры управления
колесами; гидропривод рабочего оборудования имеет свой шестеренный
насос и гидрораспределитель, два гидроцилиндра механизма подъема
и опускания рабочего оборудования и гидроцилиндр поворота
кожуха ротора. Масляный бак общий.
Приданная снегоочистителю радиостанция и дополнительное
к имеющемуся на тягаче электроборудование обеспечивают
обслуживающему персоналу машины двухстороннюю связь в любое время
года и суток в радиусе до 20 км, а также работу снегоочистителя
в ночное время и туман.
Запуск двигателя тягача осуществляется стартером, двигателя
рабочего органа — сжатым воздухом от специальных баллонов,
придаваемых машине. Для ускорения подготовки снегоочистителя к
работе двигатели оборудованы системой подогрева.
Все органы управления снегоочистителем и
контрольно-измерительные приборы размещены в кабине водителя.
Фрезерно-роторный снегоочиститель Д-904С (рис. 69) является
самоходной машиной с рабочим оборудованием, состоящим из
фрезерного питателя и двухроторного метательного аппарата, навешенным
87

на трелевочный трактор ТДТ-55. Машина г выполнена по
двухмоторной схеме (рис. 70): привод механизма передвижения
осуществлен от двигателя базовой машины СМД-14, привод рабочего
оборудования — от двигателя ЯМЗ-238Г, расположенного в задней части
трактора, откуда сняты трелевочный щит и лебедка. Получение
пониженных поступательных скоростей машины обеспечивается с
помощью двухскоростыого ходоуменьшителя с передачами 1 : 1 и
1 : 6,25, встроенного- в трансмиссию механизма передвижения
трактора между коробкой перемены передач и бортовыми фрикционами
Рис. 69. Фрезерно-роторный снегоочиститель Д-904С
ходовой части. Наличие ходоуменьшителя позволяет получить при
номинальном числе оборотов коленвала двигателя рабочие скорости
машины в пределах от 0,45 до 2,0 км/ч. Для предохранения
трансмиссии механизма передвижения трактора от возможного превышения
крутящего момента против расчетного при работе на замедленной
передаче, за ходоуменынителем, перед коническим редуктором,
установлена муфта предельного момента пневмошинного типа,
отрегулированная на расчетный крутящий момент.
Трансмиссия привода рабочего оборудования состоит из
цилиндрического редуктора, системы карданных валов, двухступенчатого
и одноступенчатого конических редукторов, передающих вращение
роторам, и открытой цепной передачи, через две пневмошинные
муфты, передающей крутящий момент, валу фрезерного питателя.
Двигатель рабочего органа монтируется на специальной подмо-
торной раме, закрепленной на основной раме в задней части
трактора.
Авт. свид. № 184919 и" 237921.

г з
Рис. 70. Кинематическая схема фрезерно-роторного снегоочистителя Д-904С:
; — питатель; 2 — фреза торцовая; 3 — ротор; 4 — редуктор рабочего органа раздаточный;
5 — цилиндрический редуктор; 6 — двигатель рабочего органа; 7 — базовая машина; 8 —
муфта предельного момента; 9 — ходоуменьшитель; 10 — коробка перемены передач; 11 —
двигатель ходовой части; 12 — муфта пневмошинная
7 6
ВидН 2
Рис. 71. Рабочий орган фрезерно-роторного снегоочистителя Д-904С:
/ _ корпус редуктора раздаточного; 2 — корпус рабочего органа; 3 — фреза торцовая;
4 — рама; 5 — кожух ротора; 6 — рассекатель; 7 — питатель; 8 — кожух питателя; 9 —
лыжа; 10 — корпус редуктора конического левого ротора
89

Цилиндрический редуктор трансмиссии привода рабочего
оборудования выполнен вместе с ходоуменьшителем механизма
передвижения машины в общем корпусе.
Рис. 72. Питатель фрезерно-
роторного снегоочистителя
Д-904С:
/ — лента фрезы; 2 — вал фрезы!
3 и 4 — фреза торцовая; 5 —
звездочка ведомая; 6 — муфта пневмо"
шинная
Рабочее оборудование
снегоочистителя (рис.71)—
два шестилопастных
ротора дискового типа и
фрезерный питатель,
заключенные в кожух, —
установлено на подвешенной
к трактору общей раме.
В нижней части рама снабжена опорами, расположенными по ее
краям, на которые рабочий орган опирается во время работы
снегоочистителя. Каждый ротор заключен в кожух, снабженный
выбросным патрубком.
Статически отбалансированный ротор насажен на выходной вал
соответствующего конического редуктора, и для предохранения
ротора и трансмиссии от поломок в случае превышения расчетных уси-
90

лий при встрече с непреодолимым препятствием вал ротора соединен
с приводным коническим колесом посредством срезных
калиброванных штифтов, рассчитанных на передачу лишь заданного
крутящего момента.
Фрезерный питатель (рис. 72) выполнен в виде двух отдельных
четырехзаходных винтовых ленточных фрез с правой и левой
навивкой, разрабатывающих забой в лобовом направлении, и боковых фрез
лопастного типа, расположенных по торцам питателя и
разрабатывающих боковые стенки забоя, способствуя тем самым уменьшению
боковых усилий, действующих на питатель при его повороте в забое.
Предохранение фрезерного питателя от поломок при попадании
в него твердых включений крупных размеров осуществляется за счет
проскальзывания пневмошинных муфт, служащих связующим звеном
между цепной передачей и валом питателя и отрегулированных
на заданный крутящий момент. Питатель заключен в кожух,
составленный из двух отдельных кожухов для правой и левой фрезы, и
снабжен в нижней части горизонтальным ножом для подрезания снега.
Гидросистема состоит из двух шестеренных насосов НШ-46 и
НШ-10, приводимых от тракторного двигателя, гидрораспределителя,
масляного бака, гидроцилиндров для подъема и опускания рабочего
оборудования, а также для поворота кожухов роторов.
Дополнительно к основной кабине трактора снегоочиститель
снабжен еще кабиной для помощника водителя, расположенной с левой
стороны. Кабины теплоизолированы. Управление трактором и
рабочим оборудованием сосредоточено в основной кабине водителя.
Снегоочиститель оборудован электрооборудованием и приборами,
обеспечивающими запуск и контроль за работой двигателей
внутреннего сгорания, нормальное освещение при работе и передвижение
машины в ночных условиях и в туман, очистку стекол кабины и
работу сигнальных устройств.
Для улучшения развески снегоочистителя и уменьшения нагрузки
на переднюю часть гусеницы в задней части трактора расположен
противовес.
В связи с тем, что среднее удельное давление на гусеницы машины
не выходит за пределы 0,6 кГ/см2, снегоочиститель способен вести
послойную разработку снежных забоев и завалов, образованных
лавинами.
Снегоочистители с совмещенным рабочим органом
В ряду снегоочистительных машин с рабочим органом
совмещенного типа следует отметить конструкции малогабаритных роторного
снегоочистителя С-1 и валоразбрасывателя ВФ, а также
универсального снегоочистителя — валоразбрасывателя Т-110.
Снегоочистительное оборудование всех этих машин смонтировано на колесном
тракторе «Беларусь» МТЗ-50 (Л), и для получения пониженных
рабочих скоростей передвижения в трансмиссию трактора встроен
гидромеханический ходоуменыхщтель, унифицированный с ходо-
91

уменыиителем траншейного цепного экскаватора ЭТЦ-161. Привод
ходоуменьшителя осуществляется от гидродвигателя НПА-64, в
который рабочая жидкость подается насосом НШ-32 через дроссель.
Дроссельным регулированием достигается бесступенчатое
изменение поступательных скоростей трактора в диапазоне от нуля
до 1,4 км/ч.
Малогабаритный снегоочиститель С-1 предназначен для очистки
от снега дорог местного значения в сельской местности. Рабочим орга-
гом снегоочистителя являются две расположенные на общем валу и
соединенные между собой барабанные фрезы совмещенного типа,
навешенные в передней части трактора. Каждая фреза выполнена пяти-
заходной с углом подъема винтовой линии 30°, и в средней части —
месте встречи каждой пары лопастей с правой и левой навивкой ■—
Рис. 73. Кинематическая схема малогабаритного снегоочистителя С-1:
1 — двигатель; 2 — гидронасос; 3 — гидромотор; 4 — ходоуменьшитель; 5 — задний мост
трактора; 6 — коробка отбора мощности; 7 — редуктор рабочего органа; 8 — муфта
предельного момента; 9 — коробка перемены передач; 10 — шарнирная передача; // — рабочий
орган; 12 — конический редуктор
образует карманы, в которых формируется снежная масса. Из
карманов снег уходит в патрубки кожуха, из которых выбрасывается
наружу.
Привод фрез (рис. 73) осуществляется от заднего вала отбора
мощности трактора через, цилиндрический редуктор, систему валов и
конический редуктор, расположенный на валу фрез. На концах этого
вала закреплены два обода с шинно-пневматическими муфтами,
жестко соединенными с барабанами фрез, опирающимися на
трубчатых опорах через подшипники качения. Таким образом вращение от
конического редуктора передается валу и через шинно-пневмати-
ческие муфты барабанам. Давление в муфтах, создаваемое с помощью
ручного насоса до начала работы, обеспечивает передачу крутящего
момента барабанам для выполнения фрезами рабочих операций и
допускает проскальзывание ободов в случае превышения расчетного
окружного усилия. Таким образом, шинно-пневматические муфты
в трансмиссии этого рабочего органа играют не только роль муфт
сцепления, но и муфт предельного момента.
92

Подъем и опускание рабочего органа осуществляется с помощью
гидроцилиндров.
В процессе снегоочистки рабочее оборудование опирается на две
лыжи.
Малогабаритный валоразбрасыватель ВФ предназначен для
удаления снежных валов с обочин автомобильных дорог и надкюветного
пространства. Навесное рабочее оборудование валоразбрасывателя х,
смонтированное в задней части трактора, выполнено в виде одной
барабанной фрезы с пятью рабочими лопастями с правой и левой
навивкой, образующими в средней части карманы. Кожух фрезы имеет
выбросной патрубок и направляющий кожух, обеспечивающий
отброс снега в заданном направлении. Рама фрезы
установлена в горизонтальных поперечных
направляющих несущей рамы рабочего органа, что
Рис. 74. Кинематическая схема малогабаритного валоразбрасывателя ВФ:
/ — двигатель; 2 — гидронасос; 3 — гидромотор; 4 — ходоуменьшитель; 5 — задний мост
трактора; 6 — коробка отбора мощности; 7 — рабочий орган валоразбрасывателя; 8 — муфта
предельного момента; 9 — цепная передача; 10 — конический редуктор; 11 — коробка
перемены передач
дает возможность вести разработку боковых снежных валов на
ширину до 1,6 м за два прохода путем выдвижения фрезы по
этим направляющим. Установка фрезы в рабочее положение на
заданном расстоянии от продольной оси машины и перевод ее в
транспортное положение осуществляется с помощью гидроцилиндра.
Несущая рама рабочего органа установлена шарнирно на
кронштейне, укрепленном на КПП трактора, и удерживается в заданном
по высоте положении с помощью гидроцилиндра механизма навески
сельскохозяйственных орудий. Высота подъема рабочего органа,
обеспечиваемого подвеской, 375 мм. Для разгрузки гидросистемы
машины при работе валоразбрасывателя и фиксации рабочего органа
в нижнем положении он снабжен лыжами с регулируемой высотой
установки. Рабочий орган приводится от вала отбора мощности
через конический редуктор и цепную передачу (рис. 74). Для автома-
Авт. свид. № 255329,
93

тического отключения фрезы при встрече ее с непреодолимым
препятствием на валу привода фрезы установлена предохранительная
пневмошинная муфта, рассчитанная на заданный крутящий момент.
Универсальный снегоочиститель Т-ИО (рис. 75) имеет навесное
снегоочистительное оборудование х, смонтированное в задней части
трактора, которое может быть повернуто вокруг оси колонны,
закрепленной на неподвижной раме. Таким образом, рабочее
оборудование располагается либо позади трактора и при его движении
задним ходом снегоочиститель способен вести очистку от снега
полотна дороги, либо сбоку от трактора и при движении его вперед
Рис. 75. Универсальный снегоочиститель Т-110
может вести разработку боковых снежных валов с обочин дорог и
в надкюветном пространстве.
Рабочий орган выполнен в виде двух барабанных фрез
совмещенного типа, конструкция которых не имеет принципиальных отличий
от конструкции фрез рабочего органа малогабаритного
снегоочистителя С-1, но в связи с различием схемы привода у этих двух машин
соединение между собой фрезерных барабанов имеет различное
конструктивное оформление.
Привод рабочего органа осуществляется от вала отбора мощности
трактора через систему конических редукторов, карданных валов
и цепной передачи (рис 76).
Подъем и опускание рабочего органа относительно поворотной
рамы производится с помощью гидроцилиндров, поворот навесного
оборудования из рабочего в транспортное положение и обратно
осуществляется вручную. Специальной конструкции подвеска рабочего
органа обеспечивает сохранение неизменности положения кожуха
1 Авт. свид. N° 285020,
94

Техническая характеристика отечественных роторных снегоочистителей
Таблица 15
со
ел
Индекс
Базовая маши-
на
Тип рабочего
оборудования
снегоочистителя
^ Тип двигателя:
для
привода ходовой
части
для
привода рабочего
оборудования
Мощность
двигателя в л. с:
для
привода ходовой
части
для
привода рабочего
оборудования

Производительность
снегоочистителя в т/ч:
дорожной ,
модификации-

аэродромной
модификации
В-78
Трелевоч-
НЫИ 1 р dJ\ I Up
ТДТ-75
Д-382
Трактор
т ып
1 - 1*±и
Плужно-роторный
2Д6Н
225
1400; 900
—
6КДМ
140
850
—
Д-470
ЗИЛ-157КЕ
У2Д—6С2
150
—
625
Д-707
Д-707С
(ДЭ-210)
Д-450
Автомобили
ЗИЛ-131
ЗИЛ-130
ЯМЗ-238
150
220
1000
800
МАЗ-502
Шнеко-роторный
У2Д6—250
250
—
900
ЯАЗ-204В
2Д12Б
135
300
—
1200
Д-902 (С)
Урал-375Д
ЗИЛ-375
1Д12Б
175
420
—
1250
Д-601
Колесный
тягач
МоАЗ-542
ЯМЗ-236НБ
215
1100
750

Продолжение табл. 15
Средняя
дальность отброса
снежной массы
в м:
дорожной
модификации

аэродромной
модификации
Ширина
захвата в м
Высота
разрабатываемого слоя
снега в м
Количество
роторов
Диаметр
ротора в мм
Угловая
скорость ротора в
об/мин:
дорожной
модификации

аэродромной
модификации
Количество
шнеков или фрез
15; 20
—
2,93
1,5
2
1240
263; 350
—
18
—
3,05
2,0
2
1175
335; 195
—
—
—
24
2,52
1,2
1
975
—
425
2
17
26
2,52
1,2
1
1100
288
382
2
24
2,56
1,3
1
978
—
422
2
25
2,76
1,7
1
1220
—
338
3
>35
2,81
1,62
1
1220
—
406
2
17
35
3,25
1,5
1
1200
248
393
2

Продолжение табл. 15
Диаметр в мм:
шнека
фрезы
Угловая
скорость шнеков или
фрезы в об/мин
Минимальная
рабочая скорость
снегоочистителя в
км/ч
Максимальная
транспортная
скорость
снегоочистителя в км/ч
Общий вес
снегоочистителя в
кг
Габаритные
размеры
снегоочистителя в мм:
длина
ширина
высота
Состояние
производства
—
—
—
0,69
10,9
14 000
6850
2930
2700

Промышленная партия
—
—
—
0,235
10,9
19 400
7425
3050
3080
Опытный
образец
450
—
318
0,3
40
8820
8000
2570
2530
Серийное
450
—
371; 348
0,3
50
9330
8340
2560
2645
Проект
450
—,
354
0,384
41
10 800
8500
- 2570.
2700
Серийное
450
—
352
0,77
50
13 300
8500
2800
2950

Производство
прекращено
550
—
305
0,45
42
14 150
9740
2810
2970
Серийное
550
—
395
0,25
49
19 000
8000
3250
3550
Опытный
образец

со
с»
Продолжение табл. 15
Индекс
Базовая
машина
Тип рабочего
оборудования
снегоочистителя
Тип двигателя:
для приво-
да ходовой
части
для
привода рабочего
оборудования
Мощность
двигателя в л. с:
для
привода ходовой
части
для
привода рабочего
оборудования

Производительность
снегоочистителя в т/ч:
дорожной
модификации

аэродромной
модификации
Д-601С
Колесный
тягач
МоАЗ-542А
Д-909С
Трактор
К-700А
Шнеко-роторный
ЯМЗ-238НБ
215
800
ЯМЗ-238НБ
215
800
МС-59

Специальное шасси
сб. 37СД44
14
100
Д-663
Д-558
Колесные тягачи
Д-456,
МоАЗ-542
Фрезерно-роторный
Д-16
16
80
ЯМЗ-238НБ
М-616В
215
1000
>3000
Д-904С

Трелевочный трактор
ТДТ-55
СМД-14
ЯМЗ-238Г
75
170
760
С-1
ВФ
Т-110
Колесные тракторы
МТЗ-52
МТЗ-50 (52) Л
Совмещенного типа
Д-50
55
200
Д-50 (Л)
55
250
Д-50 (Л)
55
260

Продолжение табл. 15
Средняя
дальность отброса
снежной массы
в м:
дорожной
модификации

аэродромной
модификации
Ширина
захвата в м
Высота
разрабатываемого слоя
снега в м
Количество
роторов
Диаметр
ротора в мм
Угловая
скорость ротора в
об/мин:
дорожной
модификации

аэродромной
модификации
Количество
шнеков или фрез
Диаметр в мм:
шнека
фрезы
18
—
3,24
1,5
1
1220
271
—
2
550
—
17
—
3,24
1,5
1
1220
271
—
2
550
—
—
12
1,0
0,85
1
500
—
702
2
—
800
10
—
1,3
0,75
1
450
600
—
2
—
550
До 50
3,5
2,0
1
1600
—
332
2
—
1700
16
—
2,5
Послойно
1,2
2
780
392
—
2
—
900
6—8
—
1,7
0,7
—
—
—
—
2
—
700
До 10
—
1,05
0,9
—
—
—
—
1
—
840
7—9
—
1,7
0,7
—
—
—
—
2
—
700

Продолжение табл. 15
Угловая
скорость шнеков или
фрезы в об/'мин
Минимальная
рабочая скорость
снегоочистителя в
км/ч
Максимальная
транспортная
скорость
снегоочистителя в км/ч
Общий вес
снегоочистителя в
кг
Габаритные
размеры
снегоочистителя в мм:
длина
ширина
высота
Состояние
производства
294
0,45
40
18 500
(Без
противовеса)
7830
3240
3290
Опытный «
образец
294
0,31
32,6
14 500
8470
3240
3580
Опытный
образец
178
0,4
8,24
900
2950
1086
1350
Серийное
150
От нуля
14,5
1900
ЗОЮ
1430
2760
Опытный
образец
135
1,4
27,2
22 000
—9000
3720
3800
Опытная
партия
193
0,45
12,45
12 000
6700
2760
2525
Серийное
400
От нуля
24,3
4150
4500
1700
2485
Экспери-
менталь-
ныи
образец
375
От нуля
25,8
4450
5200
3115
в рабочем

положении;
2485
Экспери-
менталь-
ныи
образец
382
От нуля
25
4650
4200
в рабочем

положении;
3800
в рабочем

положении;
2485
Опытная
партия

с выбросными элементами относительно оси барабана при подъеме
рабочего органа.
Техническая характеристика отечественных роторных
снегоочистителей приведена в табл. 15.
Рис. 76. Кинематическая схема универсального снегоочистителя Т-110:
/ — двигатель; 2 — гидронасос; 3 — гидромотор; 4 — ходоуменыиитель; 5 — рабочий
орган совмещенного типа; 6 — цепная передача; 7 — карданный вал; 8 — конический
редуктор; 9 — коробка отбора мощности; 10 — задний мост трактора; 11 — коробка перемены
передач
9. Зарубежные конструкции
К числу наиболее прогрессивных зарубежных конструкций
следует отнести плужно-роторные снегоочистители немецких фирм
«Beilhack» и «Schmidt», шнеко-роторные — канадской фирмы «S/-
card», фрезерно-роторные — швейцарской фирмы «Rolba», снегочи-
стители с совмещенным рабочим органом, оборудованные фрезой
Peter, и некоторые конструкции снегоочистителей специального
назначения, выпущенные австрийскими фирмами.
Плужно-роторные снегоочистители
Снегоочистители с рабочим органом фирмы «Beilhack» (ФРГ)
(см. рис. 16) предназначены в основном для очистки дорог и
аэродромов от свежевыпавшего снега. Базовыми машинами этих
снегоочистителей служат серийные автомобили различной грузоподъемности
с мощностью установленных двигателей от 19 до 400 л. с.
Рабочий орган состоит из обращенного внутрь двухотвального
плуга со встроенными в нем одним или двумя роторами. Ротор
представляет собой диск с укрепленными на нем четырьмя
криволинейными лопастями, рабочая поверхность которых имеет у основания
сферическую, а в заборной части — винтовую форму с малым углом
атаки относительно срезаемого слоя снега. Выступающие за пределы
кожуха ротора концы лопастей усилены самозатачивающейся
кромкой из износоустойчивой стали. Некоторые модели снегоочистителей
101

снабжены рыхлителями шнекового типа, расположенными в нижней
части рабочего органа или на валу ротора, либо лопастного и
пропеллерного типа, расположенными над плугом. Применение
рыхлителей, положение которых можно регулировать, способствует
лучшему запитыванию ротора снегом. Верхние рыхлители служат также
для обрушения нависающей над ротором снежной массы и
обеспечивают возможность увеличения высоты разрабатываемого слоя.
С рабочим органом Beilhack создан ряд снегоочистителей легких
и средних моделей. Среди них однороторные на одноосной тележке,
на шасси с четырьмя ведущими колесами, на тракторе и автомобилях
Geep и Unimog с двигателем мощностью до 75 л. с и двухроторные —
на автомобилях с двигателем большей мощности. Оборудование
крупных моделей навешивается на грузовых автомобилях
повышенной проходимости или специальных пневмоколесных шасси со всеми
ведущими осями. Такие машины, как, например, снегоочистители
на базе автомобилей Magirus—Benz с отдельным двигателем
мощностью 220 л. с для привода рабочего органа, предназначены главным
образом для очистки от снега площадей аэродромов, где нужно
обеспечить, в зависимости от обстоятельств, и высокую
производительность, и значительную дальность отброса снега. Трансмиссия
рабочего органа содержит обычно коробку скоростей с несколькими
ступенями передач, позволяющую получить различную дальность
отброса снега и соответствующую ей оптимальную
производительность.
Выпускаемые фирмой «Schmidt» (ФРГ) снегоочистители как одно-
роторные, так и двухроторные, навешиваются на автомобиль Unimog.
Форма лопастей роторов этих снегоочистителей имеет внешнее
сходство с формой лопастей роторов фирмы «Beithack» и, по признанию
фирмы, они легко повреждаются инородными телами, оказавшимися
в снеге. Однороторные снегоочистители с боковым расположением
ротора снабжены одноотвальными плугами, перекрывающими
автомобиль по всей его ширине, и привод ротора осуществляется от вала
отбора мощности; двухроторные машины имеют привод рабочего
органа от самостоятельного двигателя Daimler—Benz, количество
скоростей вращения ротора для различных типоразмеров от 4 до 6.
Для лучшего разрыхления снега, поступающего в роторы, плуг
снабжен режущим ребром в средней части и тремя рыхлителями
пропеллерного типа.
Шнеко-роторные снегоочистители
Снегоочистители фирмы «Sicard» (Канада) выпускаются, как
правило, двухмоторными с рабочим оборудованием, состоящим из двух-
шнекового питателя и одного ротора, монтируемым на автомобиле,
тягаче, тракторе, автогрейдере, погрузчике или специальном шасси.
Шнеки выполнены однозаходными со сплошными лопастями с углом
подъема винтовой линии наружной кромки 17—18°. Ротор, обычно
шестилопастной, крепится на лапах ступицы. Одна из наиболее
зарекомендовавших себя моделей фирмы, снегоочиститель BL-3
102

(риб. 77) выполнен на специальном шасси с дизелем фирмы
«Cummins», привод рабочих органов осуществлен от двигателя Allis—
Chalmers. Рабочие скорости снегоочистителя обеспечиваются за счет
понижающей передачи в раздаточной коробке. Витки шнеков
выполнены из толстого листа и снабжены резаками-гребнями, цепи при-"
вода шнеков двухрядные.
Три модели снегоочистительного оборудования Sicard— ВВ, ВМ
и ВК — выпускает фирма «Aird Equipment Ltd» (Англия).
Навешиваемое на трактор, автогрейдер или погрузчик шириной от 2 да
2,72 м рабочее оборудование приводится от самостоятельного карбю-
Рис. 77. Шнеко-роторный снегоочиститель фирмы «Sicard»
(Канада)
раторного двигателя Wisconsin, Hercules или International мощностью
от 36 до 222 л. с. Снегоочистители снабжены погрузочным желобом,
что дает возможность использовать машину и для погрузки снега
в транспортные средства.
Снегоочиститель модели Tonalo фирмы «Geem Marchesi Tullio—
Sergio» (Италия) имеет двухмоторное исполнение: рабочее
оборудование, навешиваемое спереди на погрузчик или грузовой автомобиль
средней грузоподъемности, приводится от самостоятельного
двигателя мощностью от 60 до 180 л. с через цепную передачу.
Конструктивной особенностью снегоочистителя является выполнение лопастей
шнеков полыми, в виде лент, что увеличивает их пропускную
способность.
Фрезерно-роторные снегоочистители
Снегоочистители фирмы «Rolba» (Швейцария) выпускаются лег-7
кого, среднего и тяжелого типов производительностью от 15 до
200 т/ч.
Снегоочистители легкого типа выпускаются с кабиной и без
кабины, на одноосной тележке с ручным управлением, на мотороллере
103

и специальном шасси с механическим приводом на колеса; все они
снабжаются устройством для погрузки снега в транспортные средства.
Машины очень маыевренны и успешно применяются в
труднодоступных, стесненных местах. У модели 2012 от двигателя приводится
также механизм передвижения, а применение гидравлики позволяет
получить четыре скорости передвижения и две скорости вращения
рабочего органа.
Снегоочистители среднего типа базируются на автомобилях,
колесных или гусеничных тракторах; как правило, они представляют
навесное оборудование, снабженное отдельным двигателем.
Снегоочистители тяжелого типа двухмоторные, выпускаются
преимущественно с дву^я роторами. Рабочий орган выполняется либо
Рис. 78. Общий вид фрезерно-роторного снегоочистителя Rolba производства фирмы
«American Snow-blast corp.» (США):
/ — двигатель ходовой части; 2 — гидротрансформатор; 3 — раздаточная коробка; 4 —
питатель; 5 — выбросной патрубок; 6 ~ кожух ротора; 7 — двухскоростная коробка перемены
передач; 8. — пневмомуфта; 9 — двигатель рабочего органа
прицепным к автомобилю, либо навесным на специальных колесных
шасси или тракторах. Представляется рациональной конструкция
снегоочистителей R-1000A, R-1500 и R-2200A на базе двухосных
шасси со всеми ведущими колесами, у которых кабина водителя
расположена над питателем, что обеспечивает водителю хорошую
обзорность (рис. 78). С целью уменьшения нагрузки на переднюю ось
шасси в транспортном положении, оба двигателя расположены
в,задней части машины. Минимальная рабочая скорость этих
снегоочистителей 0,4—0,5 км/ч, наибольшая транспортная достигает 70 км/ч.
Снегоочиститель фирмы «Metallbauwerke Wels» (Австрия) на
гусеничном ходу является усовершенствованной моделью
снегоочистителя Wallack. Приводная ось у снегоочистителя передняя, что
придает машине большую устойчивость в работе. Для возможности
работы на обледенелой дороге траки гусениц снабжены
специальными шипами. Машины предназначены главным образом для
послойной разработки снежных завалов на горных дорогах и работы
в твердом слежавшемся снеге. Их рабочий орган состоит из двух
фрез и двух роторов, диаметром равным ширине фрез. Фрезы
снабжены муфтами предельного момента, предотвращающими их
поломку при встрече с препятствием. Привод рабочего органа осуще-
104

ствляется раздельно двумя двигателями по одному на ротор и фрезу
каждой стороны благодаря чему оба ротора могут вращаться с
разными скоростями и обеспечивается возможность выбора
оптимального соотношения скоростей вращения рабочего органа и
поступательного движения машины. Рабочие скорости передвижения
находятся в диапазоне от 0,25 до 2 км/ч.
Снегоочиститель фирм «Nihom Losetsuki Seisakusyo» и «Nissan
Diesel Industry со» (Япония) — одномоторного типа, выполнен на
базе двухосного колесного тягача с приводом рабочего органа от
двигателя базовой машины. С помощью специального
гидропреобразователя крутящего момента достигается возможность устанавливать
оптимальные рабочие скорости передвижения машины для заданных
режимов снегоочистки. Отличительной особенностью обладает также
специальной конструкции фрезерный питатель снегоочистителя. Его
четырехзаходная ленточная фреза выполнена с переменными
диаметром и углом подъема винтовой линии на режущей кромке.
Значение этого угла растет от 20° у боковых опор до 40° в средней части
фрезы, что, по мнению фирмы, улучшает условия подачи снега в ротор.
Снегоочистители с совмещенным рабочим органом
Снегоочистители с фрезой системы Peter (Швейцария) имеют в
качестве базы главным образом автомобили Geep и Unimog, либо
трактор Latil. Их рабочий орган состоит, обычно из двух фрезерных
барабанов, на поверхности которых расположены по винтовой линии
в несколько заходов лопатки с правой и левой навивкой.
Собранный в месте смыкания лопаток снег выбрасывается через выбросной
патрубок в направляющий кожух. Управление рабочим органом —
гидравлическое.
Снегоочистители с барабанной фрезой фирмы «Schmidt» (ФРГ) на
базе автомобиля Unimog имеют одномоторное и двухмоторное
исполнение. Отличительной особенностью конструкции рабочего органа
этих снегоочистителей (см. рис. 18) является расположение
встречных винтовых лопаток на поверхности барабана таким образом, что
они образуют выбросной карман с параллельными друг другу
боковыми стенками, соединенными между собой конической поверхностью
с образующими, отклоненными от радиуса барабана в сторону,
противоположную направлению вращения, на угол около 10°. В таком
кармане лучше формируется снежная струя, так как ширина
выбросного патрубка может быть ограничена размером, равным
расстоянию между параллельными стенками кармана. Большая часть
снегоочистителей имеет две скорости вращения рабочего органа,
отдельные модели — четыре и даже шесть скоростей.
Снегоочистители снабжены поворотными на 360° выбросными
патрубками, управляемыми из кабины водителя, так же как подъем
и опускание рабочего органа, с помощью гидроцилиндров.
Техническая характеристика зарубежных роторных
снегоочистителей, получивших наиболее широкое распространение, приведена
в'табл- 16, 17, 18 и 19.
105

Техническая характеристика зарубежных плужно-роторных снегоочистителей
Таблица 16
Фирма
Базовая машина
Мощность двигателя в
л. с:
для привода
ходовой части
для привода
рабочего
оборудования
Производительность в
т/ч
Дальность
отбрасывания в м
Скорости
передвижения в км/ч
рабочая
(минимальная)
транспортная
(максимальная)
Автомобили
Geep
75
700

Unimog
82
700
8; 20; 30
0,6
—
«Beilhack» (ФРГ)
Пневмоколесное
шасси
220
До 2900
8—30
—
275
До 3200
15—50
—
Грузовые
автомобили
Magirus—
Benz
140
220
1500
20—25
0,4
50

Mercedes-
Benz
150
220
До 3000
5—35
—
«Schmidi
» (ФРГ)
Автомобиль Unimog
125
До
10 000 мУч
4—40
—
180
До
18 000 мУч
5—40
—
«Bros Root
Spring Inc.
Scraper со»
(США)
Специальное
шасси
150
150
1000
15—20
1,0
205
318
До 3000
—
—

Продолжение табл. 16
Ширина захвата в мм
Высота убираемого
слоя снега в мм
Количество роторов
Диаметр ротора в мм
Угловая скорость
ротора в об/мин
Система управления
рабочим органом
Габаритные размеры
в мм:
длина
ширина
высота
Вес в кг:
навесного
оборудования
общий
1700
900
1
—
—
1900
1000
1
—
—
—
—
—
—
—
—
—
1400
—
2900
1500
2
—
—
—
—
—
1900
12 700
2900
1500
2
—
—
2900
1600
2
1240
150; 250;
350
3500
1800
2
1280
—
2070
1250
2
860
—
Гидравлическая
—
—
—
2 000
13 400
9250
3000
2680
—
—
—
—
—
1400
—
—
—
—
—
4300
2500
1500
2
1030
—
—
-—
—
—
6900
2700
2500
2
—
450
2870
—
2
1300
—
10 300
2 800
3 340
—
15 000
—
—
—
—
13 500

Техническая характеристика зарубежных шнеко-роторных снегоочистителей
Таблица 17
Фирма
Базовая машина
Мощность двигателя в л. с.
для привода ходовой
части
для привода рабочего
оборудования
Производительность в т/ч
Дальность отбрасывания в м
Ширина захвата в м
Высота убираемого слоя
снега в м
Количество роторов
Диаметр ротора в мм
Количество шнеков
Система управления
рабочим органом
Общий вес в кг
«Sicard»,
BL-3
(Канада)
Специальное
шасси
160
285
До' 1800
До 35
2600
1500
1
1500
2

Гидравлическая
12 175
«Wausau Iron Works»
(США)
Погрузчик
36
820 мУч
18
1830
—
1
965
2
36
820 мУч
18
2130; 2440
—
1
965
■ 2
Гидравлическая или
электрическая
1450; 1630
1730; 1860
«Austin—
Western»
(США)
Автогрейдер
222
1000
До 53
2600
1500
1
920
2
—
«Aird
Equipment
Ltd»,
OlLdl U DI\
(Англия)
Трактор,
погрузчик,
грейдер
222
1200
До 15
2720
1250
1
—
—
«Mitsubishi»
WT*
WHS
Колесный тягач
130
2000 мУч
—
2500
—
1
—
2
Гидравлическая
—
10 500
250
4000 мУч
—
3260
—
1
—
3
18 000

Техническая^
Фирма
Базовая машина
Мощность двигателя в
Л' С»'.
для привода
ходовой части
для привода
рабочего
оборудования
Производительность в
/71/ Ч
Дальность
отбрасывания в м
Ширина захвата в мм
Высота убираемого
слоя снега в мм
Диаметр фрезы в мм
Угловая скорость в
об/мин
фрезы
ротора
Габаритные размеры
в мм:
длина
ширина
высота
Общий вес в кг
«Rolba»,
модель
2012

(Швейцария)

Мотороллер,

специальное
шасси
28
200
1000
1400
—
—
—
—
—
—
i характеристика зарубежных i
«Rolba»,
Geep

(Швейцария)
Abtoiv
Willis
75
60/75
До 600
10—20
2000
1200
850
200
500
4860
2100
2600
«Rolba»,
Unimog'

(Швейцария)
обили
Unimog
35
130
750
15—20
1750
1400
1000
130; 180
326; 456
5400
1850
5400
«Rolba»,
Latil

(Швейцария)
Трактор
Latil
150
200
2000
15—25
3000
1400
1000'
150
425
9560
3100
14 500
фрезерно-роторных снегоочистителей
«Rolba»,
Labou-
rier

(Швейцария)

Колесное
шасси
Labou-
rier
100
150
1500
15—20
2800
1400
1000
130; 180
326; 456
6350
2220
— \
6700
«Rolba»,
R-1500

(Швейцария)

Специальное
шасси
145
230
1800
20-30
3200
2000
1300
—
—
7800
2400
3250
13 000
«American Snow-
blast corp.»
R-1000A R-2200A
(США)
Специальное
двухосное
шасси
202 220
170
1000
18—26
—
—
—
—
—
7350
2700
3170
12 200
335
2200
24—33,5
—
—
—
—
9750
2700
3550
17 800
Таблица 18
«Ме-
tall—
bau-
werke»,
«Wal-
lack»

(Австрия)

Гусеничное
шасси
125
2X125
—
25
2400
1200
—
100; 250
150; 450
6500
1930
—
15 000
«Nihom
Loset-
suki
Seisa-
kusyo»
htk-iv
(Япония)

Двухосный

колесный
тягач
180
1200
25
2600
1600
1190—
1310
—
—
6650
2600
3400
—

Техническая характеристика зарубежных снегоочистителей с совмещенным рабочим органом
Таблица 19
Фирма
Базовая машина
Мощность двигателя в л. с:
для привода ходовой
части
для привода рабочего
оборудования
Производительность в т/ч
Дальность отбрасывания
в м
Скорость передвижения в
км/ч:
рабочая
транспортная
Ширина захвата в мм
Высота убираемого слоя
снега в мм
Диаметр рабочего органа
в мм
Угловая скорость рабочего
органа в об/мин
«Peter» (Швейцария)
Автомобили
Unimog
90—100
1000
8
—
—
1800
1300
850
300—320
Geep
75
500
-
15
—
—
1700
1000
850
400


циальный
трактор
80
120
500
—
0,5—5,9
29
—
1000
920
—
«Sicard»
(США)

Погрузчик
168
1200
23
—
—
2500
—
1000
■—.
модель
VF1
135
1000—
8000 м*/ч
4—18; 6—22
—
—
2050
1300
1000
—
«Schmid
модель
VF1-Z
Ь> (ФРГ)
модель
VF3
Автомобиль Unimog
—
2000 м3/ч
5_6; 10—12
—
—
2050
1300
1000
—
210
До
12 000 м*/ч
4_20; 5—25
—
—
2500
1500
1100
—
модель
VF3-Z
—
До
4000 м*/ч
5_6; 10—12
—
—
2450
1300
1000
—

ГЛАВА V
Методика экспериментальных исследований,
экспериментальное оборудование,
приспособления и аппаратура
Систематические исследования рабочих органов снегоочистителей,
начатые ВНИИземмашем в 1960 г., проводились по двум основным
направлениям:
1) путем воспроизведения рабочего процесса снегоочистки в
естественных условиях на рабочих органах, выполненных в натуральную
величину;
2) путем физического моделирования рабочего процесса
снегоочистки на натуральном снеге с помощью моделей рабочих органов.
Для исследования плужных снегоочистителей были
спроектированы и изготовлены самоходный стенд для навешивания плужных
рабочих органов, выполненных в натуральную величину, и
передвижной стенд с самоходной тележкой для моделей плугов. Для
исследования роторных снегоочистителей спроектировано и
изготовлено экспериментальное оборудование в виде передвижного и
самоходного стендов с мощными и высокопроизводительными рабочими
органами, стационарной роторной установки и самоходного
малогабаритного фрезерно-роторного стенда небольшой мощности.
10. Исследования плужных рабочих органов
Исследования натурных снежных плугов. Самоходный стенд для
исследования натурных образцов плужных рабочих органов создан
на базе тягача Т-34. На место снятой с тягача башни установлена
обогреваемая кабина, в
которую вынесено
управление тягачом и навесным
оборудованием и
размещена на амортизаторах тен-
зометрическая аппаратура.
Питание обогревательного
устройства кабины и
аппаратуры, состоящей изтрех-
канальной усилительной
станции ПЭТ-ЗВ на несу-
W 9
Рис. 79. Схема экспериментального стенда для
исследования снежных плугов:
1 — снежный плуг; 2 — гидроцилиндр; 3 — рамная
конструкция; 4 — гидрораспределитель; 5 —
масляный бак; 6 — гидронасос; 7 — тягач; 8 — опорная
рама; 9 — подвеска; 10 — толкающая рама
щей частоте 7500 гц и вось-
мишлейфового
осциллографа МПО-2, осуществлено
от установленной на борту тягача электростанции с двигателем
внутреннего сгорания мощностью 7 л. с. напряжением 220 в и
частотой 50 гц.
Стенд (рис. 79) оборудован двигателем мощностью 500 л. с. при
1800 об/мин и восьмискоростной КПП, обеспечивающей получение
111

рабочих скоростей передвижения машины в диапазоне от 6,6 до
50 км/ч. На раме, смонтированной в передней части тягача, закреплен
фланец с цапфой, вокруг которой может поворачиваться в
вертикальной плоскости установленная на ней подвеска. Подвеска соединена
с толкающей рамой, выполненной в виде параллелограммного
устройства, шарнирно-соединенного с плугом и обеспечивающего
копирование ножом отвала поверхности дорожного покрытия.
Предохранение цапфы от скручивания обеспечивается боковой штангой, шар-
нирно-соединенной с одной стороны с рамой, с другой — с отвалом.
Опорами плуга служат
регулируемые по высоте лыжи.
Стенд оборудован
гидросистемой, состоящей из
масляного бака, насоса НШ-32,
гидрораспределителя и
цилиндра подъема и опускания
плуга. Насос приводится от
двигателя тягача цепной
передачей.
На стенде определялись
энергетические затраты,
производительность и дальность
отбрасывания снежной массы
на различных режимах
снегоочистки и при работе на снеге
с различными
физико-механическими свойствами.
Мощность N, затрачиваемая на
операции снегоочистки, определялась как произведение сил
лобового сопротивления Р (в кГ) на скорость передвижения стенда v
(в м/сек) '
N = ^a.c. (20)
Замер усилий, действующих на рабочий орган, осуществлен тен-
зометрическими средствами. Для определения всех составляющих
и равнодействующей сил, приложенных к рабочему органу,
применено специальное устройство [20]; для определения же только
величины лобового сопротивления применено устройство, основанное на
принципе чашечных весов.1. Оно (рис. 80) состоит из шарнирного
четырехугольника, сохраняющего в любом положении форму
параллелограмма и обеспечивающего стержням, расположенным вдоль
направления действия сил лобового сопротивления, одинаковое
поступательное перемещение, что гарантирует надежность действия
независимо от точки приложения усилия. Достоинство устройства
состоит и в том, что усилие лобового сопротивления воспринимается
Рис. 80. Схема устройства для замера
лобового сопротивления снежного плуга:
1 — основание рамки; 2 — тензометр; 3 —
шарнирный параллелограмм; 4 — снежный плуг
Конструкция разработана Л. А. Скворцовым.
112

здесь непосредственно тензометром, и записанное на осциллографи-
ческую пленку не требует дополнительной расшифровки.
В качестве тензометров применены датчики из высокоомной
проволоки, собранные в мостиковые схемы и оттарированные
в-лабораторных условиях. Среднее значение скорости передвижения стенда v ■
(в м/сек) на участке определялось по пути s (в м), замеренному с
помощью индуктивного датчика, установленного у ведущего колеса
тягача и фиксирующего на пленке каждый его оборот
соответствующей отметкой, и времени t (в сек), записываемого посредством
стабилизирующего генератора частоты
v = -j. (21)
Для определения производительности машины и дальности
отбрасывания снежной массы замеры усилий тензосредствами
сочетались с инструментальными замерами.
Объемная П (в м3/ч) и весовая производительность Q (в т/ч)
определялись по формулам:
Я - 3600 Ft;; (22)
Q = 3600 Fvp, (23)
где F — средняя площадь сечения снимаемого слоя снега в ж2 и
р — средняя плотность снега в г/см3, определяемая в разных по
высоте сечения точках.
Дальность отбрасывания L (в м) определялась по весовой эпюре
распределения отброшенного отвалом снега вдоль линии,
перпендикулярной направлению движения стенда, из выражения
(24)
s
1=1
где qt — вес снега на i-й отметке, в расстоянии lt м от оси машины;
т — количество отметок по всей линии выброса.
Для фото- и киносъемки стенда в работе, над его кабиной была
предусмотрена площадка для оператора.
Исследования моделей снежных плугов. Для исследования моделей
отвалов плужных снегоочистителей создан экспериментальный
стенд [7] в виде опирающейся на четыре опорные стойки сварной
двадцатиметровой фермы, по нижнему поясу которой с помощью
электрогидравлического привода перемещается тележка. На тележку
навешивается исследуемая модель плуга. Стенд расположен на
площадке под открытым небом, и зимой исследования можно вести как
на целинном снеге в его естественном залегании, так и на снеге,
собранном в валы и уплотненном, а в остальное время года—на
модельном материале. Передвижение стенда вдоль площадки
8 Д. А. Шалман 113

производится вручную на катках, которыми снабжены опорные
стойки, по уложенным железнодорожным рельсам.
Замер пути осуществлялся с помощью индуктивного датчика
оборотов, выполненного в виде катушки с сердечником из постоянного
магнита, закрепленного на тележке, фиксирующего на осциллогра-
фической пленке пройденные тележкой участки; отметки времени
фиксировались на той же пленке стабилизирующим генератором
частоты .
Для определения лобового сопротивления отвала исследуемая
модель навешивалась на рамку, закрепленную на лобовом листе
металлоконструкции тележки. С помощью винтового механизма рамка
вместе с моделью могла устанавливаться в заданное положение по
вертикали, а с помощью трехзвенного механизма модель
располагалась под заданными углами к поверхности снежного слоя. Замер
лобового сопротивления осуществлялся тензометрическими
средствами с помощью описанных выше устройств.
Для распространения результатов исследования моделей отвалов
скоростных плужных снегоочистителей на натурные образцы
разработана методика моделирования процесса снегоочистики
применительно к условиям экспериментирования на снеге. В основу этой
методики положена теория подобия явлений, сопровождающих
работу натурного образца и модели. Согласно этой теории, по заданным
характеристикам одного явления можно получить характеристики
другого соответствующим пересчетом, аналогичным переходу от
одной системы единиц измерения к другой [14]. Необходимые и
достаточные условия подобия явления заключаются в равенстве
численных значений определяющих критериев подобия, составленных из
величин, входящих в условия однозначности [19]. Количество
независимых критериев подобия, образованных из системы,
устанавливается зх-теоремой. Для процесса снегоочистки отвалом плуга,
подобного землеройному процессу, определяющими параметрами
являются: характерный линейный размер /, скорость резания и,
тяговое усилие Г, плотность снега р, коэффициенты внутреннего и
внешнего трения /х, и /2, ускорение силы тяжести g и длительность
процесса t. Формулы размерностей этих восьми параметров
содержат три первичные величины — длину, время и массу, и согласно
я-теореме из перечисленных величин можно образовать пять
независимых безразмерных критериев подобия:
V Р/3 Vt f £
-7=f; -if; —г \ 11 и f2.
/ 07 * *
Величины соответствующих параметров модели определяются
с помощью масштабных коэффициентов из следующих соотношений:
К = ft»; К = К-
114

Здесь индексы мин относятся к параметрам соответственно
модели и натурного образца, масштабный коэффициент обозначен
буквой б.
Для определения шести масштабных коэффициентов 8h бр, 6^,
6g, 8T и 6^ использованы условия постоянства критериев подобия
для натурного образца и модели
Ум _ Ун . Рм1м _ Р/Л . VMtM VHtH
' ' Т Т ' / / *
Выразив параметры модели через параметры натурного образца,
получаем после соответствующих преобразований:
v = OgO/, О/ = 0^0^, Ог = ОрО/.
Поскольку исследования проводятся на натуральном снеге и
в обычных, земных, условиях, то
6Р = 1 и 8g = 1.
Следовательно, все масштабные коэффициенты могут быть
выражены через линейный коэффициент б/ следующим образом:
6, = 1/6;; (25)
б, = 1/6); (26)
бг - б?. (27)
Нетрудно получить и масштабные коэффициенты для других
параметров, в частности для мощности этот масштабный коэффициент
равен
с ___ с с ^___ со "| / с /OQ\
Одной из важнейших составных частей методики исследования
моделей отвалов скоростных снегоочистителей явилась также
проверка экспериментальным путем правильности принятых критериев
подобия и достоверности полученных результатов на натурных
образцах при пользовании масштабными коэффициентами. Решение этой
задачи предусмотрено проведением серии опытов с геометрически
подобными моделями отвалов, отличающимися между собой
линейными коэффициентами 8Г
Конечным результатом исследований отвалов снежных плугов,
предусмотренных методикой, явились проверка и корректировка на
основе экспериментальных данных теоретического анализа по
определению оптимальных параметров цилиндрических v круглых
конических отвалов снежных плугов для скоростной патрульной
снегоочистки.
8* 115

11. Исследования роторных снегоочистителей
Исследования на передвижном стенде. Изготовленный по проекту
ВНИИземмаша стенд передвигается по рельсам с помощью тяговой
лебедки или толкача—трактора. Остов стенда (рис. 81) выполнен
в виде металлической рамы, шарнирно-расположенной на четырех
опорах, с каждой стороны попарно соединенных тягами,
образующими вместе с рамой параллелограммный механизм. На раме в ее
передней части смонтированы сменные рабочие органы — роторы и
питатели различной конструкции — и установка для поддува
снежной струи сжатым
воздухом. Подъем рабочего
оборудования и опускание
осуществляются
вращением винта, гайка которого
жестко закреплена на
раме стенда.
Исследуемый рабочий
орган приводится от
двигателя В2-10 мощностью
510 л. с при 1800 об/мин
через восьмискоростную
коробку перемены передач.
От одного конца выходного
вала КПП через
конический редуктор крутящий
момент передается ротору,
от другого конца вала через систему сменных цепных передач —
питателю. Количество рабочих скоростей ротора четыре, в
диапазоне от 246 до 705 об/мин, питателя 16, от 98 до 705 об/мин.
Вентилятор приводится от отдельного двигателя ЗИЛ-120 через
автомобильную коробку перемены передач. Нагнетаемый вентилятором
воздух поступает в ресивер, выходная часть которого выполнена
в виде прямоугольника с узкой щелью, по наружному периметру
охватывающего выбросной патрубок ротора. _
Стенду придана стационарная тензостанция. Мощность на валу
замерялась путем записи на осциллографическую пленку крутящего
момента и угловой скорости вала. Для замера крутящего момента
применены высокоомные проволочные датчики, соединенные в мо-
стиковые схемы и наклеенные на вал под углом 45° к его оси с целью
исключения влияния изгибающего момента на их деформацию.
Питание мостов осуществлено с помощью токосъемников, снабженных
бронзовыми кольцами, с которых ток снимался меднографитовыми
щетками. Обороты вала отмечались на осциллограмме посредством
контактного прерывателя, выполненного в виде кольца из
изолирующего материала и одновременно с помощью специального
отметчика на пленке фиксировалось время в виде синусоидальных кривых
116
Рис. 81. Схема передвижного стенда для
исследования рабочих органов роторных
снегоочистителей:
/ — рама; 2 — винт подъемный; 3 — двигатель;
4 — главный фрикцион; 5 — коробка перемены
передач; 6 — редуктор; 7 — тяга; 8 — ротор; 9 —
питатель; 10 — опорная стойка

с заданным периодом. Таким образом, на любом заданном участке
могло быть определено среднее число оборотов вала в минуту
п = ^-, (29)
где т — количество отметок оборотов; t — количество секундных
отметок на том же участке.
Среднее значение крутящего момента на валу Мкр (в кГ-м) в
заданном участке определялось как частное отделения площади,
ограниченной нулевой ординатой и кривой крутящего момента и
определяемой планиметрированием, на длину соответствующей абсциссы х
ydx
_-, (30)
где у — текущее значение крутящего момента в кГ.м.
Среднее значение мощности N (в л. с) на исследуемом валу
на заданном участке определялось из выражения
Производительность рабочих органов определялась из
выражения (23) по средним значениям площади сечения разрабатываемого
снежного забоя, плотности снега и поступательной скорости стенда,
устанавливаемой по отметкам на осциллографической пленке пути,
пройденного стендом, и времени. Для записи пройденного пути s
применено стационарное, устанавливаемое позади стенда,
приспособление в виде барабана с навитой на нем и присоединенной одним
концом к стенду стальной проволокой. При движении стенда барабан
проворачивался, электрическая цепь между катушкой и
осциллографом с помощью контактного устройства периодически
замыкалась и прерывалась, и на пленке осциллографа фиксировались
соответствующие отметки. Время t, затраченное на прохождение пути s,
фиксировалось на пленке с помощью отметчика времени. Среднее
значение скорости v определялось из выражения (21).
Для определения величины лобового сопротивления применено
динамометрическое звено с тензометрическими датчиками,
расположенными вдоль звена и соединенными в мостиковые схемы.
Для определения дальности отбрасывания снега в направлении
перпендикулярном движению стенда были расположены в одну линию
на заданном расстоянии друг от друга ящики. По весу qt
содержащегося в каждом ящике снега, выброшенного ротором при движении
стенда, и расстоянию lt ящика от продольной оси стенда строилась
эпюра распределения. Дальность отбрасывания определялась по
формуле (24).
Исследования на самоходном стенде. Самоходный стенд *
выполнен в виде двухмоторной установки на пневматическом шасси [7].
1 Авт. свид. № 160524.
117

Исследуемые фрезерно- и шнеко-роторные рабочие органы
монтируются^ на отдельной металлоконструкции, устанавливаемой на
лобовой части рамы стенда. На раме смонтированы и силовые
установки с трансмиссиями механизма передвижения и привода рабочих
органов. Трансмиссия механизма передвижения стенда, приводимая
от автомобильного двигателя ЗИЛ-120, содержит пятискоростную
коробку перемены передач и цилиндрический двухступенчатый
редуктор, от которого крутящий момент передается дифференциалу
ведущего и управляемого заднего моста и ведущим передним колесам.
Наличие в трансмиссии сменных цепных передач позволяет получить
20 рабочих скоростей передвижения в диапазоне от 0,25 до 14,5 км/ч.
Рис. 82. Схема стационарного стенда для исследования роторов:
/ — рама; 2 — электродвигатель; 3 — коробка перемены передач; 4—
динамометрическое устройство; 5 — погрузочный желоб; 6 — кожух ротора
Привод рабочих органов осуществляется от двигателя В2—34
мощностью 510 л. с. при 1800 об/мин, соединенного посредством главного
фрикциона с восьмискоростной КПП, с двух концов выходного вала
которой отбирается мощность на ротор и питатель. Трансмиссия
привода ротора содержит дополнительные открытые зубчатые
передачи, трансмиссия питателя — сменные цепные передачи, что
обеспечивает получение ряда скоростей вращения ротора в диапазоне от
145 до 517 об/мин и питателя — от 45 до 258 об/мин.
Подъем и опускание передней части рамы вместе с навешенным на
нее рабочим оборудованием осуществляется из кабины с помощью
гидроцилиндров. Гидросистема стенда питается от шестеренного
насоса НШ-32, приводимого от ходового двигателя.
Методика исследования рабочих органов на самоходном стенде
в основном не отличалась от методики исследования на передвижном
стенде и лишь замер мощности, затрачиваемой на перемещение стенда,
дублирован; эта мощность определялась, кроме того, и по тяговому
усилию Т (в /сГ), записываемому с помощью тензометрического звена,
и скорости передвижения стенда v (в м/сек) по формуле
Tv
= 1ъ л-°-
(32)
118

Исследования метательного аппарата на стационарной
установке. Основными узлами установки, спроектированной по
техническому заданию ВНИИземмаша и изготовленной АКХ им. К- Д.
Памфилова, являются стационарный стенд (рис. 82) в виде жесткой рамы
со смонтированным на нем ротором, электродвигателем А82—6
мощностью 40 кет и трансмиссией привода ротора, и стандартный
ленточный транспортер Т-46, осуществляющий подачу снега в ротор.
Трансмиссия состоит из двух последовательно соединенных между
собой пятискоростных КПП от автомобиля ЗИЛ-164, что позволяет
вести исследования в широком диапазоне скоростей метательного
аппарата. Исследуемый ротор, диаметром 600 мм, помещен в кожух,
снабженный выбросным патрубком. В задней части кожуха
предусмотрены окна для наблюдения и регистрации рабочего процесса
с помощью фото-или киносъемки; для той же цели диск одного из
экспериментальных образцов роторов выполнен с вырезами,
закрытыми плексигласом. На стенде предусмотрена возможность
исследования роторов с различным количеством лопастей, с лопастями
разной конструкции и формы и различным расположением их в
роторе. Для исследования условий погрузки снега в транспорт ротор
снабжен съемным погрузочным желобом. Предусмотрено два способа
замера крутящего момента: с помощью гидравлического динамографа
ВИСХОМа, расположенного,за второй коробкой перемены передач
соосно свалом ротора, и с помощью описанных выше тензометричес-
ких средств.
Методикой исследований предусмотрена также возможность
замера скорости снега на выходе из ротора с помощью вертушки,
устанавливаемой в потоке снежной струи. Рабочая часть вертушки
выполнена в виде насаженного на вал колесика, обороты которого
фиксируются с помощью счетно-контактного механизма на ленте.
Дальность отбрасывания снега определена согласно формуле (24)
по эпюре распределения снежной массы, выброшенной ротором на
разложенные сбоку от ротора деревянные щиты. Весовая
производительность Q (в т/ч) определялась как произведение скорости ленты
транспортера vmp (в м/'сек), площади сечения снега на ленте F (в ж2)
и плотности снега р (в г/еж3), замеряемых инструментальными
средствами
Q = 3600i;mpFp. (33)
Исследования на малогабаритном стенде. Малогабаритный стенд
выполнен на базе гидрофицированного самоходного тягача Д-456.
Исследуемыми рабочими органами являлись фрезерный питатель и
ротор, на котором установлены три, четыре или шесть лопастей
прямолинейного профиля, расположенных на роторе радиально либо
наклонно под различным углом к радиусу. Привод рабочего
оборудования, подобно приводу в снегоочистителе Д-663, осуществлен
от двигателя тягача и также гидрофицирован.
Основные замеры крутящих моментов на валах фрезы, реакций
опор фрезы и усилий лобового сопротивления осуществлены
119

Рис. 83. Образец осциллограммы:
1 и 2 — крутящие моменты; 3 и 4 — отметки оборотов валов; — тяговое усилие; 6 — путь, пройден
ный машиной; 7 — отметка времени
/
0,3
0,2
0,1
fl
пч
/77
1
/1 •
-
#
•
; i
-
От Ml
п ~* т
ОМ
0,08
0.07
0,05
ОМ
0.03
0,02
0,01
100 200 309 W0 500 500 100 800 900 Ю001Ю0и2р,м2/секг
<<
•
•
•
•
<
•
*
1
"Г"
j
•
/ 2 3 4 5 6 7 8 9 W П 12 13 и^м/сен
Рис. 84. Зависимость удельной работы,
затрачиваемой ротором, от его окружной
скорости:
Nр — мощность, затраченная на работу ротора,
в л. с; Q—весовая производительность в т/ч;
Vp — окружная скорость ротора, в м/сек
Рис. 85. Зависимость удельной работы,
затрачиваемой питателем, от его
окружной скорости:
Nфр — мощность, затраченная на работу
питателя, в л. с; Q — весовая производительность
в т/ч; v fp — окружная скорость питателя
d м/с ек

с помощью тензометрической аппаратуры по той же методике, что и на
остальных стендах. Для определения горизонтальных и вертикальных
составляющих реакций опор фрезы применены тензометрические
устройства с кольцевыми чувствительными элементами. Запись
крутящего момента осуществлена на электропотенциометре ЭПП-ОО,
реакций опор — на осциллографе Н-700. Мощность N (в л. с),
затрачиваемая на работу ротора и питателя, определена по
показаниям тензодатчика давления ЭДД-150, установленного на напорной
"магистрали гидросистемы, и производительности гидродвигателя
из выражения
Q - (34)
iV 450 '
где р—давление рабочей жидкости в /с/7 еж2; Qe^ —
производительность гидродвигателя в л/мин — определялась по скорости
вращения питателя, записанной вместе с давлением в напорной
магистрали на пленку осциллографа.
Производительность рабочих органов и дальность отбрасывания
снега устанавливалась по той же методике, что и в исследованиях
на других стендах. Методикой исследований на стенде
предусмотрена скоростная киносъемка для определения веера разброса
снежных частиц на выходе из выбросного патрубка ротора и их
скорости в различных сечениях струи, а также установления характера
забрасывания снега фрезой в ротор.
Исследования на серийных машинах.|Наряду с исследованиями
рабочих органов снегоочистителей на стендах, большой комплекс
экспериментальных работ выполнялся на серийных машинах
отечественного производства Д-470 и Д-450 [22]. К особо важным
работам, проведенным на этих машинах, относятся исследования
роторов двух типоразмеров, выполненные параллельн.о с
исследованиями на передвижном стенде по той же методике и с помощью тех же
средств измерения. Во всех экспериментальных исследованиях
основным документом для получения достоверных данных об усилиях,
крутящих моментах, кинематических параметрах и энергоемкости
явилась осциллографическая запись (рис. 83).
В результате расшифровки осциллографических записей и
инструментальных замеров, выполненных в процессе экспериментальных
исследований снегоочистительных рабочих органов на передвижном
и самоходном стендах, а также на серийных машинах Д-470 и Д-450,
получены данные об энергетических затратах на работу метательного
аппарата шнеко- и фрезерно-роторного снегоочистителя и питателя.
На основе анализа значительного количества опытных данных
установлено, что эти затраты практически пропорциональны весовой
производительности. Характер зависимости удельной работы
(мощности, отнесенной к единице весовой производительности) от
окружной скорости ротора и питателя иллюстрируется рис. 84 и 85.
Наблюдаемый здесь разброс точек объясняется главным образом
хаотичностью поступления снега в рабочий орган.
121

ГЛАВА УГ
Основы теории
и расчета плужных снегоочистителей
Чтобы свести снегозаносимость дороги к минимуму, уклон
снежных отложений в валах вдоль дороги и прилегающих к обочине не
должен, по данным английских источников, выходить за пределы
1 : 6 (максимум 1 : 4,5), по данным же отечественных исследований
этот уклон должен быть еще более пологим и не превышать 1:8.
Представляется очевидным, что для выполнения таких жестких
требований необходимо знать характер движения снега по отвалу
снежного плуга и устанавливать такие геометрические формы его
рабочей поверхности, которые обеспечивали бы отбрасывание
снежной массы в оптимальном направлении на заданное
расстояние.
Следует, однако, отметить, что из-за многих, не поддающихся
строгому учету, причин и прежде всего вследствие широкого
диапазона изменения физико-механических свойств убираемого
снега, зависящих и от изменчивых климатических условий,
достаточно точное определение кинематических параметров снежной
массы на основе строгого математического описания процесса
движения снега по отвалу и за его пределами, является задачей
практически невыполнимой. Учитывая все же необходимость
установления, хотя бы в первом приближении, влияния геометрии
отвала на, дальность отбрасывания снега и энергетические затраты,
ниже приводится упрощенный анализ, основанный на некоторых
допущениях.
12. Методика расчета геометрических
параметров и построения отвалов
Движение снега по рабочей поверхности отвала. В основу
приводимого анализа движения снега по поверхности отвала снежного
плуга положены теория клина, разработанная академиком В. П. Го-
рячкиным [4, 5] и исследования Государственного дорожного
института Швеции [34].
Анализ базируется также на допущении, что при движении
отвала в тонком слое снега со скоростью, превышающей некоторую
критическую, слой снега, снимаемый с дорожного покрытия,
скользит по поверхности отвала и приобретает форму этой поверхности
только за счет изгиба слоя [33]. Это допущение влечет за собой
непременное условие, что рабочая поверхность отвала должна быть
развертываемой. Такая форма поверхности является также наиболее
рациональной как с точки зрения технологии ее изготовления, так
и с эксплуатационной точки зрения, так как снег будет наименее
деформирован, а следовательно, удаление снега с помощью такого
отвала потребует меньших энергетических затрат.
122

В пространственной системе координат, где ось X совпадает
с направлением движения снежного плуга, ось Y горизонтальна и
перпендикулярна направлению движения плуга и ось Z направлена
вертикально вверх (рис. 86), скорость произвольно выбранной
частицы снега относительно поверхности отвала v' может быть пред-
Рис. 86. К анализу схода снега с рабочей поверхности отвала
ставлена в виде геометрической суммы ее составляющих
Vx9 v'y и v'z на соответствующие оси координат
v = vx
vz.
проекций
(35)
Эти составляющие могут быть выражены через скорость v\ угол
выброса а и направляющий угол Р следующим образом:
vx = у'cos a cos P; v'y = v cos а sin P; ^ =
Следовательно,
sin a = ■
(36)
(37)
Значение относительной скорости v' на участке движения снежных
частиц по рабочей поверхности отвала переменно и, как увидим ниже,
зависит от формы отвала, его габаритных размеров и коэффициента
трения снега по отвалу. Полагая, что снежный плуг движется
по строго горизонтальной поверхности дороги с постоянной
123

скоростью иПл, получим значения составляющих абсолютной
скорости va — ее проекций на оси X, У и Z — равными
vx = vx
vy =
Следовательно,
A = v cos a cos p + vnjl\
= v cos a sin (3;
= vz = v sin a.
(38)
(39)
(40)
va = Y~v2x + v\
+ f" +
cos a cos p. (41)
Если не учитывать потери скорости снежных частиц при их
движении по отвалу и принять относительную скорость v' независимой
от ее положения и равной скорости
плуга vnjl, то абсолютная скорость
снежной частицы будет равна
va = vnAV~2(l+ cos a cos p). (42)
Основные факторы, определяющие
оптимальность формы рабочей
поверхности отвала. Оптимальной является
такая форма поверхности отвала,
которая обеспечивает возможность
получения наибольшей дальности
отброса снега или минимальные энер-^
гетические затраты на снегоочистку,
либо наиболее выгодно сочетает эти
важнейшие параметры.
Проанализируем условия создания таких
возможностей.
'U
15
Ю
5
/
/
/
/
w
20 JO
50
Рис. 87. График зависимости
максимальной теоретической дальности
отбрасывания снега от скорости
снежного плуга
Для упрощения анализа представим характер движения по отвалу
всей массы снега как совокупное движение отдельных снежных
частиц. При этом будем полагать, что поступившая на нож отвала
частица снега продвигается вверх по отвалу, огибая его поверхность, и,
достигнув верхней кромки отвала, отрывается от него и продолжает
свое движение в воздухе, пока не упадет где-то в стороне на снежный
покров. Для определения теоретической, максимально возможной
дальности отбрасывания будем считать, что все частицы движутся
изолированно, по непересекающимся, эквидистантным траекториям,
их перемещение по отвалу происходит без трения и, следовательно,
без потери скорости, после отрыва от отвала они не испытывают
сопротивления воздуха, а начальная и конечная точки траектории
движения частиц в воздухе расположены на одном уровне, в одной
горизонтальной плоскости.
С учетом принятых допущений расстояние по горизонтали от точки
схода с отвала до точки приземления для частицы снега,
выброшенной со скоростью v' под углом а к. горизонту и углом р к направлению
124

движения снегоочистителя, согласно известной задаче теоретической
механики, равно
у'2 sin 2а sin ft __ ,
g — д
g '
где g — ускорение силы тяжести; kd —■ sin 2а sin р — коэффициент
дальности.
Очевидно, что наибольшее значение теоретической дальности
будет иметь место при kd = 1, что соответствует а = 45° и р = 90°.
Зависимость теоретического значения максимального расстояния,
на которое отбрасывается снег, от скорости движения плуга
иллюстрируется рис. 87.
Значение мощности, затрачиваемой на сообщение кинетической
энергии для отброса снега, равно
где Q — весовая производительность снегоочистителя.
Если не учитывать потери скорости снежных частиц при движении
по отвалу, то после подстановки значения va из формулы (42),
получим теоретическое значение мощности равным
ЛС* = ^ (1 + cos a cos P) = kT Щ±, (45)
где kT = 1 + cos a cos p.
Тогда теоретическое значение тягового усилия, соответствующего
этой мощности, равно
Т?пб = ^ = ^-(1 + coscccos Р) = kT ^. (46)
Анализ полученных выражений (43), (45) и (46) для теоретических
значений дальности отбрасывания, мощности, необходимой для
сообщения снегу кинетической энергии, и тягового усилия приводит
к выводу, что оптимальным по дальности значениям аир
соответствуют отнюдь не оптимальные значения тягового усилия и мощности.
Так, очевидно, что меньшие значения энергетических параметров при
прочих одинаковых условиях имеют место лри р > 90°.
Наибольшему значению к. п. д. снегоочистителя соответствуют
условия, при которых отношение kd/kT имеет наибольшее значение.
Следовательно, наиболее рационально для рассмотренного
теоретического варианта будут использованы энергетические ресурсы, когда
отношение —Тc°sacosn ■ будет минимальным,
sin 2a sin p J
Так как
sin В = . ао ,
r sin 2a '
125

то
cos a cos |3 = 1 -f
sin2 2a — k\
2 sin a
Приравняв первую производную от этого выражения нулю,
получим
и2
T/"sin2 2a- k\
а -
2 sin а
4 sin2 а
Следовательно, 2 sin2 a = kdJ и искомая зависимость определяется
выражением
sin p = tga. (47)
Когда энергетические и тяговые возможности машины ограничены
(например, при малом сцепном весе машины или малой мощности
двигателя), можно иногда путем выбора несколько пониженного
/ Развертка на горизон-
I тальную плоскость
Рис. 88. Угловые параметры отвала с геометрической формой круглого конуса
коэффициента дальности существенно уменьшить коэффициент kT
и тем самым снизить величину необходимого тягового усилия.
Оптимальным решением в этом случае является уменьшение коэффициента
дальности на 25%. Тогда
kd = sin 2a sin p = 2 sin2 a = 0,75,
что соответствует
ая^38°; р^129° и kT = 1 + cos a cos P = 0,5:
Таким образом, путем снижения на 25% по сравнению с
максимумом значения kd оказывается возможным вдвое снизить величину
тягового усилия и мощности, затрачиваемой на сообщение снегу
кинетической энергии.
126

Связь между формой поверхности скоростного отвала и
направлением отброса снега. Установим зависимость углов а и Р,
характеризующих направление относительной скорости v' частицы, от
геометрической формы отвала. Рассмотрим общий случай, когда
снежная частица движется по поверхности круглого конуса. Как увидим
ниже, результаты этого анализа можно распространить также на
часто применяемую и технологичную форму поверхности цилиндра.
Введем следующие обозначения угловых параметров для
поверхности конического отвала с нижней образующей, расположенной
в горизонтальной плоскости (рис. 88): ф0 — угол резания — угол,
образованный касательной плоскостью к нижней образующей
конуса отвала с горизонтальной плоскостью; \х0 — угол, образованный
линиями пересечения плоскости, нормальной оси конуса, с
касательной плоскостью к нижней образующей конуса отвала и с
горизонтальной плоскостью; я|э0 — угол между нижней образующей
конуса отвала и направлением движения плуга; е — угол наклона
верхней образующей конуса отвала к горизонту; ф — угол,
образованный линиями пересечения плоскости, нормальной верхней
образующей конуса отвала, с касательной плоскостью к этой образующей
и с горизонтальной плоскостью; \i — угол, образованный линиями
пересечения плоскости, нормальной оси конуса, с касательной
плоскостью к верхней образующей конуса отвала и с горизонтальной
плоскостью; у — угол между проекцией верхней образующей конуса
отвала на горизонтальную плоскость и направлением движения
отвала; г|з — угол между верхней образующей и направлением
движения отвала в развертке поверхности отвала на горизонтальную
плоскость; б — угол при вершине конуса.
Согласно теории клина акад. В. П. Горячкина, направление
относительной скорости частицы на поверхности клина, развернутой^на
горизонтальную плоскость, противоположно направлению движения
клина. Поэтому, развернув поверхность отвала на горизонтальную
плоскость и разложив скорость v' в произвольно взятой точке на
верхней образующей отвала на составляющие v\ — вдоль
образующей и v'_i — перпендикулярно к ней, получим:
v\ = —v cos i|r, (48)
j/l = a'sin г|э. (49)
Спроектируем относительную скорость v' на три взаимно
перпендикулярные оси координат X, Y и Z. Тогда, с учетом принятых
обозначений угловых параметров конической поверхности, составляющие
относительной скорости v'X9 v'y и vz могут быть выражены в следующем
виде:
vx = vi cos 8 cos у — v'± (cos ф sin у + sin ф sin s cos у);
mm t
vy=zv^ cos 8 sin у -\~ v± (cos ф cos у — sin ф sin e sin y);
vz = v\ sin e -{- i/j. sin ф cos 8.
127

После подстановки значений v\ и v± из выражений (48) и (49)
получаем
vx =r —v [cos e cos у cos i|) -j~ sin ij) (cos ф sin y + sin ф sin e cos y)] ;
v'y = —v [cos 8 sin y cos if — sin ij) (cos ф cos y — sin ф sin e sin y)] ;
vz =— и (sinecosif) — sin ф cos e sin яр).
Используя полученные выше зависимости (36) и (37), находим:
sin a = sin ф cos г sin а|э — sin e cos г|э; (50)
r ^_ cose tgyctgipcos—ф+ sinipsinetgve /ci\
~~. cos 8 ctg я|) + cos ф tg y + sin ф sin s
Таким образом, для любой конической поверхности, четырьмя
угловыми параметрами ?, ф, y и Ф полностью определяются углы а
150 160 ср°
Рис. 89. Графики взаимозависимости угловых параметров 8, ф, ф и у:
а — при а = 45° и |3 = 90°; б — при а = 38° и 0 = 129°;
для г|); — для V
и р, характеризующие направление снежной частицы при сходе
с отвала.
Из этих формул вытекает также, что для частицы, достигшей
верхней кромки отвала, направление относительной скорости
характеризуется не только положением этой кромки в пространстве,
определяемым углами е, ф и у, но и ее положением в развертке
поверхности отвала на плоскость, т. е. параметром г|). Зависимость между
угловыми параметрами е/ ф, у и г|) для двух рассмотренных выше
оптимальных вариантов снегоочистки графически представлена на
рис. 89, а и 89, б. С помощью этих графиков могут быть определены
два любых искомых параметра по двум заданным.
Анализ этих графиков позволяет получить следующие выражения
для ориентировочного определения наибольшего значения угла ф
в зависимости от угла е: для первого варианта (kd = 1,0)
Ф^ 115° + е, (52)
128

для второго варианта (kd = 0,75; kT = 0,5)
Ф *« 47° + Зе.
(53)
Из этих выражений явствует, что при желании выдержать
оптимальные значения аир, увеличение угла ср (с целью лучшего
предохранения стекол кабины от забрасывания снегом) влечет за собой
необходимость увеличения угла е; при оставлении угла е без
изменений увеличение угла ф влечет за собой отступление от оптимальных
значений ос и р.
Рис. 90. К определению угловых параметров для конической поверхности отвала
Расчет геометрической формы скоростного отвала с рабочей
поверхностью круглого конуса. Представляется очевидным, что даже
для определения четырех основных параметров верхней образующей
конической поверхности по заданным значениям аир недостаточно
уравнений (50) и (51). Для полного же построения геометрической
формы поверхности отвала необходимо знать также параметры и
для нижней образующей отвала и некоторые другие важные
параметры конуса, например угол при вершине. Их значения определим
из анализа геометрии поверхности круглого конуса.
Рассмотрим отвал круглого конуса sSAa (рис. 90), ограниченный
нижней образующей аЛ, расположенной в горизонтальной
плоскости X0Y, верхней образующей sSy высотами si => h и SL = Н и
шириной захвата В. Поместим вершину конуса в начало координат О,
и из приведенных построений определим проекцию верхней
образующей отвала на горизонтальную плоскость
/L B H~h
Следовательно,
9 Д. А. Шалман
sin у
tge
sin у
(54)
129

Через крайние точки а и А нижней образующей отвала проведем
основания конуса с радиусами г и R, пересекающие верхнюю обра-
зующую отвала в точках р и Р. Опустив из этих точек на
горизонтальную плоскость высоты рк = h0 и РК = Яо, получим
q j5 r
h0 = Op sin 8 = Оа sin e = ——- sin е = г sin e;
0 r sin яро . 6 '
sin —
С R
Но = OP sin е ■= ОЛ sin е = sin sin 8 = g- sin 8.
Sin ^° sin y
Следовательно,
. 6
sin-н-
R = H0-^. (56)
Соответственно радиусы оснований усеченного конуса г0 и RQ
в сечениях, проходящих через крайние точки верхней образующей
отвала равны:
sin T
. б
sin-д.
R0 H
0 Sin 8
Так как, в свою очередь,
(57)
(58)
/г = О/ tge = (С — Я) 4^- иЯ-OLtge =
s v / sin у &
4^- иЯ-OLtge = С-^-,
sin у & sin у
ТО
Asinycos-e 59
(60)
} sin
Н sin
Y cos s
0 sin г|з0
sin y
sin i|>,
sin y
sin
. 6
sin —
}tg 8
. 6
' sin ~
^otge
130

Длины хорд, соединяющих точки р и а малого основания и точки Р
и А большого основания усеченного конуса, соответственно равны:
6 LI
sin -рг cos •г
2 2
Sin 8
. б
sin ~^-
РЛ = 2R cos ^ V° = 2#0
Разность проекций этих хорд на горизонтальную плоскость равна
-^«я„-,у;
Рассматривая расположенную в горизонтальной плоскости
трапецию аАКку находим
(АК — ак)2 = (аА)2 + (кК)2 — 2 (аА) (кК) cos (Цо — у)-
Подставив вместо аА его значение, равное ОР — Ор = о— о
sin 8
и вместо /с/С его значение, равное О/С — Ок = —° ° , получим
после соответствующих упрощений
cos (%-у) = -I- ^—. (63)
COS 8
Из построений, приведенных на рис. 90, видно, что ij}0>7 при
fx0 > li и у > г|)0 при pi > li0. Таким образом, в зависимости от того,
какой из параметров \i или \i0 имеет большее значение, по
формуле (63) определяется разность я|)0 — у, либо разность у — г|)0-
Прежде чем перейти к установлению зависимостей между
остальными угловыми параметрами отвала, найдем значение угла v,
образованного высотой PiDx = #i, расположенной в плоскости
основания конуса, и высотой Нг = РХК1У опущенной на горизонтальную
плоскость из точки Рг. Из треугольника OP^Dly в котором у го л PiDxO
равен -^ v и угол при вершине OP1D1 равен ~ ^, находим
ODt OP±
Так как ОА = ОРХ = —-^~ и ЛОХ = R sin |i0, то
sin~2~
= У (ОА)2 — (ADt)2 = -2-g- I/ 1 — sin2-^- sin2 fx0
sin —
131

Следовательно,
б
COS-н-
cos v = — . (64)
Угол, заключенный между высотами Яо и #о, также равен v.
Так как согласно (56) и построению на рис. 90 (см. вид Т)
sin —
тт
то, приравняв —~ выражению (64), определяем
яо
sin ~y cos -~y (cos \i + cos \i0)
sin s = — . (65)
Решая уравнение относительно sin -^-, получаем
| 2 '
где
а = sin 8 sin [i0; ft = cos jx + cos (x0.
Значение sin г sin |i0 обычно невелико по сравнению с величиной
(cos \i + cos (я0), и поэтому для предварительных расчетов можно
угол при вершине конуса определять из выражения
-V-
4 sin2 8
Sin 4-1/ ^ «™ I*+ «»№,)'. (66а)
Для определения угла (х в зависимости от других угловых
параметров проведем через касательную PC к конической поверхности
в точке Р плоскость РСЕ, перпендикулярную верхней образующей
отвала. Поскольку эта плоскость, перпендикулярная линии ОР,
перпендикулярна вертикальной плоскости ОРК, то линия СЕ
пересечения плоскости РСЕ с горизонтальной плоскостью (также
нормальной к плоскости ОРК) перпендикулярна вертикальной
плоскости ОРК и к линиям ОЕ и РЕ. Из треугольников РЕС и РЕК
находим
Следовательно,
РС =
sin ср cos 8
132

Проведем через касательную PC плоскость, перпендикулярную
оси конуса, в которой расположен угол |х. Из рассмотрения
треугольника PCD, лежащего в этой плоскости, и треугольника PKD
находим
PD = #o = PCsin ix = -^- .
г cos v
Следовательно,
PC = -JO* . (68)
sin ficosv v '
Приравняв правые части (67) и (68) и подставив значение cos v
из (64), получим
б
sin ц cos -=~
Sincp = =, (69)
cos 8 1/ 1 — sin2 -^- sin2 jx0
Решая совместно уравнения (69) и (65) и исключив из них угол б,
получим также
j , л Г, 4 sin2 е
~\f л 4 si
Г rii+
'-*
Анализ этой формулы для различных значений е и |ut0 позволяет
рекомендовать для предварительных расчетов следующую
ориентировочную зависимость \х от ф и е:
(г ^ 187 — 1,1е — 0,0063ср (166 — е), (71)
где (х, в и ф выражены в градусах.
Для определения угла [х0 в зависимости от других угловых
параметров, проведем через касательную AM к конической поверхности
в точке А нижней образующей отвала вертикальную плоскость AMN,
в которой расположен угол ф0- Проведя через ту же касательную AM
нормальную оси конуса плоскость АВМ, в которой расположен
угол [х0, из прямоугольного треугольника OAD1 определяем
9В± = sin х = ]/l — sin2-|- sin2 fx0.
x ЛВ ЛЛ/ ЛВ
Так как = и -^j = sin x, то
cosji0 со8ф0 AN
COS|i0
cos Фо = r-. ""*' =. (72)
И, наконец, определим параметр i|). Дуги окружностей оснований
усеченного конуса РА и ра соответственно равны
133

Развернув коническую поверхность РАар на горизонтальную
плоскость, получим
РА па - лВ ^-Уо
FA~pa-^TQ 180° '
Так как согласно (61), (62) и (54)
В sin -|~
2
R-r=
sin яр0 7
то после соответствующих подстановок и упрощений находим
ц = г|)0 + (180° - [х - |а0) sin ~ • (73)
Таким образом, получение дополнительно к двум формулам (50)
и (51) пяти формул (63), (66), (70), (72) и (73), определяющих
взаимозависимость девяти угловых параметров |i, (i0, 8, б, ф, ф0, г|), г|)0 и у,
позволяет рассчитать профиль отвала круглого конуса, если заданы
углы а и р и любые два угловых параметра отвала, либо при
неизвестных аир — четыре параметра отвала.
Можно рекомендовать следующую методику расчета. В
зависимости от условий эксплуатации и конструкции предохранительных
устройств отвала выбирают значение угла резания ф0 (обычно —
в пределах от 25 до 40°) и принимают \х0 ^ ф0. Из конструктивных
соображений и в зависимости от назначения снегоочистителя (для
отброса снега на одну или обе стороны) задаются углом е. Затем
по формуле (52) или (53) принимают ориентировочное значение ф,
которое из эксплуатационных соображений желательно принять
по возможности большим, и по формуле (71) устанавливают
значение угла \х.
По принятым параметрам fx0, s и (я из выражения (66) или (66а)
определяют угол при вершине конуса б, затем по формуле (69)
уточняют значение угла ф и из выражений (63) и (73) находят значения
г|;0 — у (или у — г|з0) и г|э — ^0- Пользуясь графиками,
представленными на рис. 89, или формулами (50) и (51), находят оптимальные или
близкие к оптимальным значения г|э и у, что позволяет выбрать
наиболее рациональное значение i|v И, наконец, по выбранному
значению г|)0 уточняют значения углов г|) и у, после чего определяют
действительные значения углов а и Р и соответствующие им значения
коэффициентов ^ и ^г. В зависимости от приемлемости полученных
значений этих коэффициентов и допустимости полученных
отклонений от заданных условий решается вопрос об оставлении без
изменения рассчитанных угловых параметров, ллбо их соответствующем
корректировании.
После того как окончательно выбраны угловые параметры, по
заданной ширине захвата В и одной из высот отвала из выражений
(54), (61) и (62) определяют другую высоту отвала и радиусы
оснований.
34

Ранее было показано, что главным критерием, определяющим
выбор геометрической формы отвала, обеспечивающего максимальную
дальность отбрасывания снежной массы, является получение таких
угловых параметров, при которых значение kd равно единице. Из
анализа выражения kd — sin 2a sin p вытекает, что отклонения от
оптимальных значений а в пределах до 5—8° и р — до 15° в ty или
другую сторону снижают каждый множитель на 3—4%, а все
значение kd — не более чем на 7%, что практически не играет большой
роли. Вместе с тем, уменьшение, например, даже на несколько
градусов значения угла выброса а позволяет существенно увеличить
угол ф, и это, как уже отмечалось, значительно улучшает
эксплуатационные свойства снегоочистителя. Из сказанного можно сделать
вывод, что не нужно догматически добиваться получения в таких
случаях угловых параметров, строго соответствующих оптимальным
значениям а и р, а следует стремиться приблизить по возможности
значение коэффициента дальности kd к единице, учитывая при этом
также влияние отдельных угловых параметров отвала на
эксплуатационные и производственные показатели.
Пример 1. Рассчитать геометрические параметры конического отвала двухот-
вального снегоочистителя с шириной захвата отвала В — 1,5 м и меньшей высотой
h = 0,5 м, предназначенного для патрульной снегоочистки и отбрасывания снега
от расчищаемой полосы на возможно большее расстояние. Ширина захвата плуга
Впл = 2В = 3,0 м.
Основным условием выбора угловых параметров этого отвала является
получение значения коэффициента дальности /гд, близкого к единице. Зададимся углом
резания ф0^ 40° и, учитывая небольшую разницу в значениях ф0 и \iOt примем для
расчета \i0 = 40°.
Так как плуг двухотвальный, то разность высот отвала Н — /ги, следовательно,
угол е могут быть без особого ущерба для обзора из кабины водителя приняты
достаточно большими. Приняв для предварительных расчетов е = 40°, находим
из (52) фтах ^ 155°. Допуская некоторые отклонения от оптимальных значений а
и (3 в связи с желательностью увеличения угла ф, принимаем предварительно его
ориентировочное значение фя^ 170°. Тогда, руководствуясь формулой (71), находим
\i^ 187 — 1,1-40 — 0,0063-170 (166 — 40) я» 8,05°. Приняв \i = 8Q, по формуле
(66) находим
sln-|- = 0,384; б = 45° 10'.
По принятым значениям \iOy \x и б определяем по формуле (69) уточненное
значение угла ф
sinq> = 0,139.0,923 = п 1?по,,
Д766К1— 0,3842-0,6432
Из выражения (63) находим
, ч 1 —2-0,3842-0,91352 ЛПСУ7
cos (V - ф0) = 0J66 ~ °'987'
Так как \х0 > (i, то г|)0 > у и г|э0 — у = 10° 10'.
Из выражения (73) определяем
«ф — ф0 = (180° — 8° — 40°) 0,384 - 50° 40'.
135

Руководствуясь графиком на рис. 89, а находим, что при е= 40Q i|?> 160°
и v <С НО0. Это означает, что должно быть соблюдено условие 120р 10' > i{>o>
> 109° 20'. Приняв -ф0 = 115°, получаем:
Y = 115° — 10° 10' = 104° 50'; г|) = 115°+ 50° 40' = 165° 40'.
По формулам (50) и (51) определяем, что полученным расчетным параметрам ф,
е, г|) и Y соответствуют углы а = 41° и Р = 86°. Следовательно, k$ = 0,99-0,998^
я« 0,99, что вполне приемлемо.
Большую высоту отвала определяем из формулы (54)
„ Л- . 1,5-0,839
Я = 0'5+ 0,962 = 1**-
Из выражений (61), (57), 62) и (58) определяем:
г = 0,243 м\ г0 =0,299 м\ R -=0,875 м; Я 0= 1,075 м.
Истинное значение угла резания ф0 определяется из выражения (72)
cos ф0 = °>766 = 0,802; ф0 = 36° 40'.
/1_ 0,3842-0,7662
Пример 2. Рассчитать профиль конического отвала плужного одноотвального
снегоочистителя, удовлетворяющий второму оптимальному варианту; kr^Ofi
при kg я« 0,75. Параметры а и р, соответствующие этому условию а «^ 38° и ^я^ 129°.
Основные заданные параметры снегоочистителя:
В = 2,6 м\ h = 0,4 м; ф0 «* 40°.
Для обеспечения удовлетворительной обзорности разность между большой и
малой высотами отвала не должна быть значительной, и, следовательно, угол 8
не может быть большим. Примем для предварительных расчетов 8 = 20°. Тогда,
согласно графику рис. 89, б, угол у должен быть больше 140°. Приняв
предварительное значение у = 140° и разность высот отвала Н — h— 1,2 ж, получаем из (54)
tge= 'У =0,346; е= 19°.
Для такого значения угла г угол ф должен быть согласно тому же графику
небольшим (порядка 100°). С учетом того, что без особого ущерба для конечных
значений kT и kg, можно будет допустить некоторые отклонения от оптимальных значений
для г|э и у» примем для,предварительных расчетов <р= 120°. Тогда согласно (71)
ця« 187— 1,1-19+ 0,0063-120(166— 19)= 55°.
Принимаем (л = 55°, \х0 *» ф0 = 40° и по формуле (66а) определяем
ориентировочное значение угла при вершине конуса
У
х
sin А- У —У~ (2°'766 + °'574)^ 0,251; ^ 14-30'.
с
Принимаем —- = 14° и уточняем значение 8 и ф из выражений (65) и (69);
0,574)0,242-0,97^^,^. ^^
У\ — 0,2422-0,6432
О Я1Q О Q7
sin ф = ' ' = 0,848; <р = 180° — 58° = 122°.
0,948 У\ — 0,2422-0,6432
136

Значения у — -фо и "Ф — "Фо определяем из (63) и (73)
. ч 1 — 2-0.2422.067б2 Л ппо
cos (у - я|>0) щ~ = 0,998.
Так как \i > \iQ то у > -ф0 и у — а|э0 = 3° 30':
-ф _ <ф0 = (180° — 40° — 55°) 0,242 = 20° 30'.
Если оставить без изменения принятое ранее значение для у, то
^0 = 140° — 3° 30' = 136° 30' и я|> = 136° 30' + 20Q 30' = 157°.
Фактические значения аир определяем из выражений (50) и (51)
sin а = 0,948-0,848-0,391 + 0,317-0,9205 = 0,606; а = 37° 20'.
0,839-0,948-2,356 + 0,53-0,839-0,317.0,848 _ ft-io*»^
81 —0,948-2,356 + 0,839-0,53 + 0,317-0,848 ~~ '6 ' р ~ l W '
Следовательно,
kd = sin 2a sin p = 0,964-0,813 = 0,783.
kT= I + cos a cos P = 1 — 0,795-0,585 = 0,535.
Полученное значение kT близко к заданному при хорошем (немногим даже
превышает заданное) значении kd, что вполне приемлемо. Определяем остальные
параметры отвала из выражений (72), (54), (55), (57), (56) и (58)
cos ф0 = °'766 = 0,775; ф0 ^ 39° 10';
/1 —0,2422-0,6432
Н = 0,4 + '0|:4з = 1,75 м- г = 0,271 м;
г0 = 0,305 м\ R = 1,185 м\ Ro = 1,335 м.
Расчет геометрической формы скоростного отвала с
цилиндрической рабочей поверхностью. Рассмотрим наиболее общую
геометрическую форму цилиндрического отвала, в котором ось цилиндра
расположена под некоторым произвольным углом 8 к горизонту
(рис. 91). Такой отвал состоит из собственно цилиндрической
части OS РА и плоской части OAK, представляющей собой касательную
плоскость к нижней образующей цилиндрической части с нижней
стороной О/С, расположенной в горизонтальной плоскости; высоты
отвала — h и Н.
Выведенные для конической поверхности формулы (50) и (51),
а также графики на рис. 89, устанавливающие зависимости между
углами аи р и основными параметрами отвала, полностью
распространяются и на рассматриваемый цилиндрический отвал. При этом
следует лишь учесть, что
ф = фо + К (74)
где Я — угол, образованный нижней кромкой отвала с образующей
цилиндра.
Таким образом, для этого отвала
sin a = sin <p cos г sin (г|э0 + X) — sin г cos (я|э0 + Х)\ (75)
tg о __. cos s tg у ctg (гр0 + X) — cos у + sin <p sin г tg у ,--<>
^ ^ cos e ctg (% + К) + cos у tg у + sin у sin s * ^ '
137

Поместим крайнюю точку нижней кромки отвала в начало
прямоугольных координат -— точку О и из точки А опустим
перпендикуляр А0г на горизонтальную плоскость XOY. Тогда из
представленных построений получаем
00 — В — AQl
1 sin y tg s'
Так как АОХ = Н — /i, то получаем ту же зависимость (54), что и
для конического отвала.
Через образующую цилиндра ОА проведем вертикальную
плоскость ОАЕ и нормальную к образующей ОА плоскость АЕС до
ВидТ
Рис. 91. К определению угловых параметров для цилиндрической поверхности отвала
пересечения с горизонтальной плоскостью XOY по линиям ОЕ и CF.
Так как основание цилиндра перпендикулярно его образующим, то
ц = 180° — ф. (77)
Для определения зависимости угла jx0 от угла резания ф0
рассмотрим треугольники AOJ), АСЕ и ОАЕ. Так как плоскость, в
которой расположен треугольник АСЕ, перпендикулярна
образующей цилиндра ОА и, следовательно, перпендикулярна вертикальной
плоскости ОАЕ, то линия СЕ пересечения плоскости АСЕ с
горизонтальной плоскостью, также перпендикулярной плоскости ОАЕ,
перпендикулярна плоскости ОАЕ и, следовательно, углы ОЕС
и АЕС прямые. Что касается треугольника AOJ), то он
прямоугольный по построению. Таким образом, получаем
АЕ H — h лг> AD H — h
АС =
Следовательно,
sin (m0 cos e sin [i0
AC =
cos X sin ф0 cos К '
COS 8
(78)
138

Для определения зависимости угла у от других параметров
рассмотрим прямоугольные треугольники ОСЕ и OOJ),
расположенные в горизонтальной плоскости
Н — h
sin е-cos 8 '
H — h
g (у — \p0); OE = —
CE =
ro cosstgjio '
OXD = -—— = ООг sin (y — ij)o) = sin (y —1|)0).
Следовательно,
+р" (у ib ^ — • C7Q\
sin(v — гЬ0) =—SJL. (79a)
Установим также зависимости между углами X, е и ц.о (и ср0).
Из прямоугольного треугольника ОЛС находим:
лс = оа tg л == ^^ ^A JL^
Следовательно,
sin 8
g
sin?
Lfe #v cose
tge
sm (i0 »
k sin 8
sin
Mo
sin
Фо cos X'
(80)
(80a)
sin
Из анализа выражения (80а) нетрудно увидеть, что угол & должен
быть значительно меньше угла резания ср0. В противном случае,
угол X окажется очень большим, и рабочая часть отвала будет
представлять собой в основном не криволинейную поверхность, а
плоскость. Практически угол А, должен быть меньше 30°.
Для определения радиуса цилиндрической поверхности R в
зависимости от высоты и угловых параметров отвала обратимся к
построению, приведенному на рис. 92. Продлив верхнюю образующую
отвала до пересечения с горизонтальной плоскостью в точке М,
получим расположенный в вертикальной плоскости прямоугольный
треугольник MSS, с высотой SS, = h. Перпендикулярно этой
плоскости расположена плоскость основания цилиндра, проходящая
через начало координат О и точку Af на линии верхней образующей
отвала. Таким образом, прямая OL пересечения этой плоскости
основания с горизонтальной плоскостью, также перпендикулярной
плоскости MNLy перпендикулярна плоскости MNL и, следовательно,
углы OLSjl и OLN прямые.
Так как угол между проекцией верхней образующей на
горизонтальную плоскость с направлением движения отвала равен у, то
угол S-fiL равен у — 90°. Из построения находим
NL — R (cos \i0 + cos \i); OL = R (sin |i0 — sin |x).
139

Из прямоугольных треугольников SXOL, MNL и MS$X
определяем:
5XL = OL tg (v — 90°) = — R (sin fx0 — sin |i) ctg y\
MS =
1
tge
= ^ (CQS N + cos fx)
sin e
Ho ML = MS± + SiL. Следовательно,
—- — R (sin |i0 — sin ji) ctg y;
/? (COS fX0 + COS fl)
sin s
h cos 8
cos \x0 -\- cos |л + (sin fi0 — sin fx) sin 8 ctg у
(81)
Получены дополнительно к формулам (75) и (76) четыре
уравнения (77)—(80), из которых должны быть определены восемь неиз-
а)
Рис. 92. К определению радиуса цилиндра рабочей поверхности отвала
вестных: е, ср, у, X, \i, \i0, i|?0 и q>0. Для определения оптимальных
угловых параметров, соответствующих наибольшей дальности
отброса снега (kd = 1,0), можно рекомендовать следующую методику
расчета.
Задаются углами ф0 и б, после чего из формул (80) и (79)
определяют X и у — я|)0. Так как К = я|> — г|)0, то получают значение г|э — у
как разность между известными if) — г|?0 и 7 — *Фо» и п0 графику
(рис. 93) находят значение угла ср. Затем по графикам рис. 89
определяют значения я|з и у.
В тех случаях, когда по графику рис. 93 невозможно выбрать
полученное расчетом значение г|э — у или получаемая величина я|Хо
крайне мала и потому практически непригодна, либо полученная
величина <р не удовлетворяет эксплуатационным условиям,
выбирают наиболее близкое к полученным расчетным путем значение
я|) — у или принимают желательную величину <р. Задаваясь
значениями других параметров (ф0, у и я|?), проверяют по формулам (75)
и (76), насколько приемлемы полученные значения ос и р.
140

Пример. Рассчитать геометрическую форму цилиндрического отвала с наклонной
осью цилиндра для двухотвального снегоочистителя с шириной захвата В = 1,5 ж
и меньшей высотой отвала h = 0,5 м, предназначенного для патрульной снегоочистки
и отбрасывания снега от расчищаемой полосы на возможно большее расстояние
(а«*45°; р^90°). Ширина захвата плуга Впл = 2В = 3,0 м.
Если принять, как и в первом примере расчета отвала круглого конуса, ф0 =
= 40° и, учитывая сказанное о выборе углов г и X в цилиндрическом отвале, задаться
для предварительного расчета углом X «=* 20°, то получим из (80а)
sin 8 = sin X sin ф0 = 0,342-0,643 = 0,219; ^.?>Г
8= 12° 40'.
Принимаем 8 = 12°, тогда
Руководствуясь формулой (78), находим 60
sin ф0 cos X 50
sin u0
0,643-0,946
COS 8
= 0.63; ^ 39°.
g 0,978
Из выражения (79а) получаем
0,213
: 0,839
= 0,252; у —^о=14° 35'.
ЮО 110 120 Ш № 150 <р°
Следовательно, с учетом (74) опреде- Рис- 93' ГРаФик зависимости раз-
ляем" А у у v / v » ности угловых параметров г|э — у
от параметров s и ф при а = 45°
<ф — у = 4° 25'. и р = 90°
Для заданного 8 = 12° на графике (рис. 93) нет соответствующего значения г|)~у.
Допуская некоторое отступление от оптимальных значений а и"р, принимаем
наибольшее согласно этому графику и соответствующее формуле (52) значение ф = 125°.
Такому ф соответствует на графике я|э = 136°. Следовательно,
-ф0 = -ф — Х= 136°— 19°= 117° и 7 = ^о+ 14° 35' = 131° 35'.
По полученным значениям е, <р, -ф и у находим из (75) и (76) значения аир!
sina= 0,819-0,978-0,695+ 0,208-0,719= 0,706; а^45р;
6 — °'978<1>126-1,036 + 0,574 — 0,819-0,208-1,126 _
gP ~ —0,978-1,036+0,574-1,126 + 0,819-0,208 ~~
1,522
—0,198
= —7,7;
Таким образом, kd = sin 2a sin p = 1,0-0,99=0,99, что вполне приемлемо.
Из выражений (54), (77) и (81) находим
Н = 0,5 +
0,748
0,5-0,978
= 0,925 м\ \к = 180° — Ф = 55°;
= 0,353 м.
0,777 + 0,574 — (0,819 — 0 629) 0,208-0,886
141

Для отвала с осью цилиндра, расположенной в горизонтальной
плоскости, т. е. для отвала с горизонтальной верхней кромкой
угловые параметры е и г|э, вошедшие в формулы (75) и (76), будут иметь
следующие значения:
е = 0; г|) = я|50 = у.
Следовательно,
sin a = sin cp sin гЬ; tg В = , ~C0S(P— .
Т Y» ЬГ Ctg ij) + COS ф tg i|3
Для варианта, соответствующего наибольшей дальности (а =
— 45° и Р = 90°), в результате совместного решения системы двух
полученных уравнений, находим:
Ф - 120°; г]) & 125°.
Это означает, что двухотвальный плуг должен выполняться
таким, чтобы угол между поверхностями отвалов в месте соединения
был 110°, а не 90°, как это имеет место у большинства применяемых
в настоящее время подобных плугов.
Значение радиуса цилиндра R определяется из формулы (81)
после соответствующей подстановки в нее значений е = О;[го = фо
и ц = 180° — <р:
# = . (81а)
COS фо — COS ф ч '
Из приведенных примеров видно, что по сравнению с коническим
отвалом получение значений а и Р, близких к оптимальным (а я^
«5* 45° и Р^ 90°), для цилиндрического отвала достигается ценой
резкого уменьшения крутизны верхней кромки отвала (уменьшения
угла е) и уменьшения углового параметра ср. Результатом уменьшения
угла 8 является снижение большей высоты отвала, что обычно
приводит к снижению дальности отбрасывания снега, а значительное
уменьшение угла ф отрицательно влияет на эксплуатационные
свойства снегоочистителя, так как при отсутствии дефлектора стекла
кабины в этом случае будут интенсивно забрасываться снегом, а
установка дефлектора может существенно исказить направление
сходящей с отвала снежной струи. Поэтому в том случае, когда от
плуга требуется получение максимально возможной дальности
отбрасывания снега и работа ведется на высоких скоростях,
рекомендуется применять не цилиндрическую, а коническую форму отвала,
обеспечивающую при правильном выборе геометрических параметров
оптимальные условия снегоочистки.
Методика построения отвала с рабочей поверхностью круглого
конуса. Рабочую поверхность отвала круглого конуса по расчетным
параметрам рекомендуется вычерчивать следующим образом (рис. 94).
1. В профильной плоскости вычерчивают в заданном масштабе
окружность основания круглого конуса с радиусом Ro и от
вертикальной оси окружности откладывают углы BOA = \i и FOE = \l0,
142

после чего сектор ВОЕ делает на п равных частей (в приведенном
построении п = 3). По известным параметрам Ro и углу при
вершине конуса б вычерчивают во фронтальной плоскости проекцию
части кругового конуса OAF, на которую проектируют
соответствующие точки сектора окружности из профильной плоскости и
наносят образующие отвала.
Рис. 94. Схема построения рабочей поверхности отвала круглого
конуса
2. Во фронтальной плоскости конус поворачивают вокруг
крайней точки Е нижней образующей отвала таким образом, чтобы эта
образующая легла в горизонтальной плоскости. Угол поворота
равен v, определяемый выражением (64). Тогда рабочая поверхность
конуса, ограниченная в профильной плоскости сектором ВОЕ,
займет во фронтальной плоскости новое положение О±В'Е. Крайние
точки всех образующих (Вг, С и D') проектируют в соответствующие
точки (В', С и D') на профильную плоскость и по известным
положениям этих точек во фронтальной и профильной плоскостях вместе
с неизменной осевой линией и вершиной конуса их переносят на
горизонтальную плоскость (в точки В\ С, D' и £")• Полученные
точки соединяют с вершиной конуса Ои и между собой.
При правильном построении угол, образованный верхней и нижней
образующими в горизонтальной плоскости, равен углу г|)0 — у
(или у— г])0), полученному расчетным путем.
143

3. Поверхность конуса в горизонтальной плоскости поворачивают
вокруг вершины конуса 0и таким образом, чтобы нижняя образующая
отвала 0иЕ\ переместившись в положение 0иЕ\ образовала
с направлением движения снегоочистителя (осью X) угол г|)0.
Соответственно все образующие конуса на поверхности в горизонтальной
плоскости будут повернуты на такой же угол, как и нижняя
образующая, и крайние точки образующих, лежащие на окружности
основания конуса, переместятся в новое положение (В", С" и D").
Так как при указанном повороте крайняя точка каждой
образующей получила перемещение лишь в горизонтальной плоскости, ее
расстояние до горизонтальной плоскости, в которой расположена
нижняя образующая, осталось неизменным. Руководствуясь
изложенным, переносят новое положение крайних точек образующих
из горизонтальной плоскости на профильную (в точки В", С", D"
и Е") и по положению этих точек в горизонтальной и профильной
плоскостях строят проекцию во фронтальной плоскости (сточками В\
С", D" и Е").
4. Во фронтальной плоскости из крайней точки верхней
образующей (В") опускают на нижнюю образующую перпендикуляр,
равный наибольшей высоте отвала //, и из точки его пересечения с
нижней образующей (Ен) откладывают в заданном масштабе в
направлении к вершине конуса ширину захвата В. Расстояние от внутренней
крайней точки нижней образующей отвала до верхней образующей
является, таким образом, малой высотой отвала Л.
5. Из конструктивных соображений (особенно для двухотвальных
плугов, стыкуемых по кромке отвала с наименьшей высотой) меньшую
кромку отвала располагают таким образом, чтобы она
проектировалась во форонтальной и горизонтальной плоскостях в виде прямой.
Таким образом, в приведенном построении определены крайние
точки отвала со стороны меньшей высоты для всех рассматриваемых
образующих конуса.
6. Для получения развертки рабочей поверхности отвала и
определения характера кривой, соединяющей крайнюю верхнюю точку
верхней образующей отвала В" с соответствующей крайней точкой (Ен)
нижней образующей, выполняют следующее построение (см.
развертку): отрезки прямых (Ош В'" и 0„,Ен), соответственно равные
верхней и нижней образующей отвала, располагают под углом
г|) — г|)0, который делят на п равных частей. По известным проекциям
(например, во фронтальной и горизонтальной плоскостях) длин
отрезков образующих от вершины конуса до края поверхности
отвала, ограниченного меньшей высотой, наносят на соответствующих
образующих развертки внутренние точки отвала (Ь"\ с'", d'" и ё")
и соединяют их плавной кривой. Таким образом устанавливают на
развертке внутренний контур отвала..
Наружный контур не ограничивают полученными ранее
крайними точками промежуточных образующих, и для установления
действительного его положения, под углом г|;0 к наружной крайней
точке нижней образующей (точке Ен) проводят прямую линию на
144

расстояние 0,5—1,0 м (в зависимости от габаритных размеров
отвала), конец которой соединяют с краем верхней образующей
(точкой В'"), плавной кривой. Полученные на развертке точки
пересечений кривой (B"'C"rD'"EH) с соответствующими образующими
определяют, таким образом, истинное значение длин промежуточных
образующих. Отложив их величину на фронтальной, горизонтальной
и профильной плоскостях, получают проекции истинного контура
наружного края отвала.
Методика построения рабочей поверхности цилиндрического
отвала с наклонной осью цилиндра. Рабочую поверхность
цилиндрического отвала по расчетным параметрам рекомендуется вычерчивать
следующим образом (рис. 95).
Рис. 95. Схема построения рабочей поверхности цилиндрического отвала
1. В профильной плоскости вычерчивают в заданном масштабе
основание цилиндра — окружность радиуса R, и от вертикальной
оси окружности откладывают угол оО10 = fx и угол IVQO5 = |л0.
Сектор I00IV о делят на п равных частей (в приведенном построении
/i = 3), и полученные точки (/0, /70, III 0 и IV0) на окружности
сносят в соответствующие точки (Iu IIl9 IIIX и IVг) на фронтальную
плоскость, соединив их вертикальной прямой линией.
2. Проекцию окружности основания цилиндра во фронтальной
плоскости (линию I,IV,) поворачивают вокруг нижней точки (IV,)
на угол е и полученные точки (/,, 2, и 3) вместе с нижней точкой (IV,)
10 Д. А. Шалман 145

проектируют в соответствующие точки (/', 2', 3' и IV,) на
горизонтальную плоскость, которые соединяют кривой "линией. Эту линию
в горизонтальной плоскости поворачивают вокруг нижней точки {IV,)
на угол у — 90° и новые точки кривой (/", 2" и 3") переносят в
соответствующие точки (/„, 2„ и 3„) на фронтальную плоскость.
3. Во фронтальной плоскости в заданном масштабе откладывают
отрезок (IV,Fr), равный ширине захвата В, и высоты отвала h и Я.
Верхние точки этих высот (а и А') соединяют прямой, которая при
правильном построении должна пройти через крайнюю точку
верхней образующей (/„). Параллельно этой прямой из остальных
точек (2„, 3„ и IV,) проводят прямые, определяющие направления
нижней и промежуточных образующих цилиндра во фронтальной
плоскости и пересекающие внутренний край поверхности отвала
(прямую IV,а) в точках (&' и с'), устанавливающих внутренний
контур во фронтальной плоскости.
4. В горизонтальной плоскости под углом i|)0 к направлению
движения снегоочистителя (оси X) проводят (из точки IV,)
нижнюю прямую линию плоской части отвала до пересечения с проекцией
высоты Н (в точке F"), и под углом у — прямую линию (IV,,D")y
определяющую направление нижней образующей цилиндра.
Параллельно этой линии проводят прямые (/"Л", 2"В" и 3"С"),
определяющие направления остальных образующих и пересекающие
внутренний край поверхности отвала в соответствующих точках
(а", Ь" и с"), которые устанавливают внутренний контур отвала
в горизонтальной плоскости.
5. По точкам пересечения образующих цилиндра с внутренним
краем отвала во фронтальной (точки а, Ъ' и с') и горизонтальной
плоскости (точки а", Ь" и с") вычерчивают на развертке контур отвала
с внутренней его стороны. Для этого в заданном масштабе
откладывают отрезок, равный длине нижней плоской части отвала (IVF =
= IV„F") и под углом X + 90° к нему — отрезок IV7, по длине
равный длине развертки дуги окружности поверхности отвала
(/O/Vo), который делят на п равных частей. Из полученных точек
(/, //, /// и IV) перпендикулярно отрезку IVI проводят прямые, на
которых откладывают точки (а, Ъ, с и Л), определяющие внутренний
контур отвала и величину верхней образующей цилиндра,
полученные из соответствующих построений во фронтальной и
горизонтальной плоскостях. Крайние точки внутреннего контура отвала (а,
6, с и IV) соединяют плавной кривой.
6. Для получения контура наружного края отвала под углом я|)0
к нижней линии плоской части (IVF) проводят на расстояние 0,5—
1,0 м (в зависимости от габаритов отвала) прямую линию, которую
соединяют с крайней точкой верхней образующей (точкой А)
плавной кривой. Точки пересечения контурной линии наружного края
отвала с сортветствующими образующими на развертке (В, С и D)
переносят на фронтальную и горизонтальную плоскости. Соединив
соответственно эти точки плавными кривыми, получают в этих
плоскостях контуры наружного края отвала (A'B'C'D'F' и A "B"C"D"F").
на

13. Дальность отбрасывания снега
Действительное значение дальности отбрасывания снега отвалом
плужного снегоочистителя значительно меньше теоретического.
Это объясняется наличием в числе прочих и столь серьезных
допущений, принятых при выводе формулы (43), что их отрицательное
влияние нельзя не учитывать. К их числу прежде всего относится
допущение, что относительная скорость снежных частиц, достигших
верхней кромки отвала, равна их начальной скорости. В
действительности, как показывает опыт и нижеприводимый анализ, в
процессе движения по отвалу снежные
частицы теряют значительную часть
кинетической энергии, главным образом
вследствие трения о его рабочую
поверхность. Известные потери имеют место
из-за увеличения потенциальной
энергии частиц, связанного с изменением
их положения в пространстве
(перемещения на более высокий уровень).
Точное решение задачи определения
этих потерь для снежного пласта в общем
виде, даже на отвале с поверхностью
цилиндрической и кругового конуса,
представляет большие трудности. В
целях упрощения задачи, а также
учитывая, что патрульная снегоочистка обычно
ведется с начала снегопада, когда снег
является скоплением отдельных, не
связанных между собой частиц, а не
сплошной уплотненной массой, расчетную схему представим в следующем
виде: на дугу окружности радиуса R, равного среднему радиусу кривизны
рабочей поверхности отвала, поступают изолированные материальные
частицы с начальной скоростью vnAy часть которой в процессе их
движения теряется. Таким образом, на отдельно взятую частицу
с массой т, расположенную в произвольной точке М дуги
окружности (рис. 96), действуют сила тяжести Р — mg, реакция со стороны
отвала N, сила трения Fmp и силы инерции. Если скорость частицы
в точке М равна у, то нормальная сила инерции JN = —к— и
касательная сила инерции JT = m--rr, где t — время.
Рис. 96. Расчетная схема
движения снежной частицы по
рабочей поверхности отвала
rr
Проектируя все силы на нормаль к направлению движения
частицы, получаем
R
Следовательно,
10*
(82)
147

Проектируя все силы йа Направление движения частицы,
получаем уравнение ее динамического равновесия в следующем виде:
m"jf = —ртР — ^sin (т + Но).
Полагая коэффициент трения частицы о поверхность отвала
постоянным (/х = tg фх = const) и учитывая, что Fmp = fxN и dt =
= —— = ~, получим после сокращения на массу
дифференциальное уравнение
°*L = -ftv» - fjg cos (т + ц0) - Rg sin (т + ц0). (83)
Это уравнение может быть представлено в следующем виде:
■ sin (т + ц0 + <Pi) • (83а)
Обозначив v2 = у и т + М'о + Ф!^^» получим следующее
линейное уравнение 1-го порядка с правой частью:
+ 2hy = ^ sin *• (836)
Интегрирующий множитель для этого уравнения равен
Следовательно, общий интеграл уравнения равен
(84)
где С — произвольная постоянная, определяемая из начальных
условий.
Решая уравнение, находим
_ 2Rg(2Д sirix- cosx) , Ce_2ftX (g4a)
При т = 0х = (го + ф!И v = yrt/1. Следовательно,
2/. (ц,+ф.) f7,2 J_ 2j?g t2^ Sitl (Ио + 9l) — COS
= e P ' (/?)
Таким образом, в точке дуги окружности, соответствующей т,
скорость частицы равна
~ V
2Rg Щг sin (т + р0 + 9i) - cos (т
W- (1+4/?)совФ1
148

Конечное же значение скорости Частицы, соответствующее t —
= я — \х — [х0, равно
C0S ^ -
где
£> == 2/x sin (fx0 + Ф1) — cos (fx0 + (fr)
(1 +4/5)008 9!
Если не учитывать влияния на конечную скорость частицы трения
от силы ее собственного веса, то из правой части выражения (83)
следует исключить второй член. Тогда в результате решения
дифференциального уравнения получим
/
2 , 2flg (2/х sin fx0 — cos fx0)
sin jbt +- cos h.) /87ч
+4/2 ;
И, наконец, если не учитывать вовсе влияния собственного веса
частицы, ее конечная скорость получится равной
(88)
eft (n—ii—Ц
Скорость частицы в точке дуги окружности, соответствующей т,
равна в этом случае
» = -т£- (88а)
Представляется очевидным, что во всех этих выражениях (86),
(87) и (88) конечная скорость vK идентична по своему значению
относительной скорости v' в выражении (35). В приведенных выражениях
(86), (87) и (88) размерность vK и vnjl — в м/сек, R — в м и g —
в м/сек2.
На графиках, рис. 97 и 98, дана зависимость VfC от т (на участке
от т = 0 до т = 140°) и R (для значений 0,5; 1,0 и 1,5 м) при
различных значениях /х (0,05; 0,1; 0,2 и- 0,3), vnji = 10 м/сек и fx0 = 30°.
Анализ полученных выражений и графиков дает возможность
сделать следующие выводы.
1. Влияние на конечную скорость силы трения от собственного
веса невелико, и практически ее можно не учитывать. Следовательно,
для определения конечной скорости частиц, без особого ущерба
для точности вычислений, можно пользоваться формулой (87) вместо
формулы (86).
2. С увеличением высоты отвала, потери скорости снежной массы
существенно возрастают и становятся весьма ощутимыми в общем
балансе потерь кинетической энергии, особенно при малом
коэффициенте внешнего трения снега.
149

3. Главным фактором, определяющим потери кинетической
энергии снежной массы, поднимающейся по отвалу, при обычных
размерах снежного плуга по высоте, является фактор трения. По весьма
грубой оценке потери скорости вследствие трения снега о
поверхность отвала пропорциональны коэффициенту внешнего трения.
Так как расстояние, на которое снег отбрасывается, связано
с начальной скоростью не прямой, а квадратичной зависимостью, то
ъ для скоростных снегоочистите-
лей, где дальность отбрасывания
снега имеет значение первосте-
0.9 ^>^ "^\ ——ulj^L. пенное, антифрикционное состоя-
0,7
0.6
0.5
ОА
0.3
0.2,
О 20 40 60 80 WO 120 J4Q
z
Рис. 97. График скоростных потерь
движущейся по отвалу снежной
частицы в зависимости от
коэффициента внешнего трения /i и
пройденного пути (угла т):
без учета потерь на подъем
Рис. 98. График скоростных
потерь движущейся по отвалу
снежной частицы в зависимости от углат
при /i = 0,05 для различных
значений R
частицы; —с учетом потерь
на подъем частицы по поверхности
отвала R = 1,0 м
ние рабочей поверхности отвала
играет особенно важную роль.
Исследованиями ВНИИземмаша, проведенными преимущественно
на моделях отвалов снежных плугов в полигонных условиях и
частично на отвалах, выполненных в натуральную величину, в
эксплуатационных условиях, установлено, что облицовка стальных
отвалов фторопластом, полиэтиленом, полиамидной смолой, т. е.
материалами, обладающими хорошими антифрикционными
свойствами, влечет за собой весьма ощутимое увеличение дальности
отбрасывания снега, достигающее 30 и более процентов. Из графиков
(см. рис. 6), представляющих полученные в Горьковском
политехническом институте сопоставимые данные о коэффициенте внешнего
трения для снега по стали и фторопласту в зависимости от
температуры и удельного давления, можно уяснить, как существенно влияет
на коэффициент внешнего трения облицовка стальной поверхности
фторопластом.
150

Несмотря на то, что исследования, связанные с облицовкой
рабочих поверхностей отвалов снежных плугов, еще не завершены,
уже по первым результатам можно сделать вывод о высокой технико-
экономической эффективности от внедрения в практику производства
плужных снегоочистителей отвалов из антифрикционных материалов
либо стальных с облицованной антифрикционными материалами
рабочей поверхностью.
Таким образом, с учетом потерь кинетической энергии снежных
частиц на участке движения по отвалу снежного плуга, значение
фактической дальности отбрасывания снежной массы х должно было
бы определяться в соответствии с формулой (43), выведенной ранее
для отдельной материальной частицы, из следующего выражения
2
L « —sin 2a cos p + -% , <89)
где Впл — ширина захвата плуга.
Эта формула не учитывает, однако, потерь, связанных с
преодолением сопротивления воздуха после схода снега с отвала. Из-за
наличия большого количества трудно учитываемых факторов,
оказывающих влияние на характер движения снежных частиц (их
движение по пересекающимся траекториям и столкновение между собой,
различная плотность и др.), не представляется возможным дать
достаточно верное математическое описание и анализ движения массы
в воздухе. Поэтому наиболее целесообразно влияние этих факторов
оценить соответствующим коэффициентом kL <" 1 при первом члене
правой части равенства (89) на основе опытных данных. Широкими
экспериментальными исследованиями, выполненными во ВНИИзем-
маше на моделях плужных отвалов на стенде в полигонных
условиях2, и эксплуатационными испытаниями натурных отвалов
отечественного и зарубежного производства установлено, что наиболее
существенное влияние на дальность отбрасывания оказывают высота
разрабатываемого слоя и плотность снега. В результате обработки
материалов исследований и испытаний получено значение этого
коэффициента
где Нс — высота снежного слоя в ж, р — плотность снега в г/см3.
Таким образом, для определения фактической дальности
отбрасывания снега можно рекомендовать формулу
(90)
где vK — выражено в м/сек, g — в м/сек2 и Впл — в м.
1 Под фактической дальностью отбрасывания снежной массы понимается
расстояние от продольной оси снегоочистителя до центра тяжести слоя снега,
выброшенного на сторону при безветрии.
2 Исследования выполнены в лаборатории снегоочистительных машин канд.
техн. наук Л. А. Скворцовым.
151

14. Тяговый и энергетический расчеты
Тяговое усилие, необходимое для передвижения плужного снего
очистителя, складывается из усилия Тм для преодоления
сопротивления передвижению базовой машины и Тпл для преодоления'
сопротивления плуга.
Значение усилия Тм определяется весом машины GM,
коэффициентом /0 сопротивления передвижению машины и подъемом или
уклоном местности i
TM = (f0± i) GM. (91)
Полное сопротивление движению плуга складывается из
следующих сопротивлений: трения плуга о дорожное покрытие ТтРгПЛУ
резанию снега ТреЗУ отбрасыванию снежной массы Тотбу перемещению
снега по рабочей поверхности отвала Тпер и подъему снега Тпод.
Когда плуг перемещается на небольшой скорости или рабочая
поверхность отвала плуга не обладает формой, обеспечивающей
подъема по нему снятого снежного слоя, снег плугом не
отбрасывается, а лишь отодвигается в сторону, образуя перед собой
призму волочения, для перемещения которой требуется приложить
усилие Тпр.
Таким образом, в общем случае полное тяговое усилие,
необходимое для преодоления сопротивления плуга, равно
Тпл = №пл + kpeaF + Tom6 + Тпер + Тпод + Тпру (92)
где / — коэффициент трения плуга о дорожное покрытие (при
лыжной опоре это обычно коэффициент внешнего трения / = fx = tg <рь
при колесной опоре — коэффициент сопротивления качению); GfM —
вес плуга; kpe3 — коэффициент сопротивления резанию; F = ВСНС —
площадь сечения срезаемого слоя снега, где Вс — ширина слоя,
Нс — высота слоя.
Тяговое усилие, необходимое для преодоления сопротивления
отбрасыванию снежной массы, может быть определено как частное
от деления мощности, затрачиваемой на отбрасывание, на скорость
передвижения плуга
Т __ Nom6 __ Qva /qov
^пл *§ипл
где va — фактическая абсолютная скорость снега, сходящего с
отвала плуга, определяемая из выражения (41) после подстановки
в него вместо vr значения vK. Таким образом,
Тотб = ^- (v2nA + vl + 2vnAvlfios a cos p). (94)
Тяговое усилие Тпер, необходимое для преодоления
сопротивления движения снега по отвалу, определим с учетом результатов ана-
152

лиза потери скорости снежными частицами вследствие трейия о
рабочую поверхность отвала. При этом, руководствуясь
вышеизложенными выводами, не будем учитывать практически незначительных
потерь, вызванных трением от составляющей силы собственного
веса.
Определим сначала тяговое усилие Тпер% ч от действия
центробежной силы на частицу с массой т, расположенную в точке М (рис. 99)
на линии, делящей всю снежную массу на отвале на две равные части.
Рис. 99. К определению составляющей тягового усилия
для преодоления сопротивления движения снега по отвалу
Если в целях упрощения анализа принять эту линию за дугу
окружности с радиусом R, то нормальная реакция, приложенная к частице
со стороны отвала
N = ^f, (95)
где скорость частицы в точке М согласно формуле (88а)
v = vnAe-h\ (96)
Суммарное действие реакции N и вызванной ею силы трения fxN
можно представить как действие на частицу силы , равной
геометрической сумме сил N и fxN и направленной под углом ср,
к вектору силы N. Проекция этой суммарной силы на горизонтальную
ось, расположенную в плоскости рассматриваемого сечения, равна
Т —
1 пер.ч —
N
—
пер.ч —
sin (т
■L
( )
Чем ближе частица будет находиться к горизонтальной линии,
проходящей через центр окружности, тем больше будет значение
153

Тпер. ч • Среднее значение Тпер. ч на участке отт = Одо х = п — ц, —-
\i0 может быть определено из выражения
Jt—JLI—|Ыо
Т'Л.ч= я_^-рв J Я.,., Л. (98)
О
Полагая в целях упрощения расчета угол между проекцией сил
сопротивления передвижению на горизонтальную ось (вектором
Тпер. ч) и направление^ движения снегоочистителя равным у,
получим среднее значение элементарного тягового усилия
mvnAsm у
м,—м,0
Г sin(x + N + Tl) ,
J Jux пХ- (99)
о
Центр тяжести всей снежной массы, расположенной на отвале,
по условию находится в сечении с радиусом дуги окружности
равным R. Следовательно, вся эта масса снега шириной Вс и высотой Нс
равна
М = ^BcHcR(n-ii-ix0). (100)
Распространив результаты анализа для элементарной частицы,
представленного выражением (99), на всю снежную массу получим
после замены т на М значение тягового усилия
= Р^>УпЯ Г sin(T + fio + cpi) d
пер gcostp с с J Vi
PvLBcHcs'm У Г cos (ii - фг) - 2[г sin (ц - ф1)
cos (ц0 + ф1) + 2/х sin (ji0 + ф1)] . (101)
Тяговое усилие Гпоа, необходимое для преодоления подъема
снега по отвалу на высоту НпЛУ определим из условия, что независимо
от траектории движения снежной массы мощность, затрачиваемая
на ее подъем, составляет
Nmd = QHnA- (102)
Следовательно,
Тпод = ^- = ВсНс9Нпл. (103)
Для определения значения тягового усилия Тпр, необходимого
для преодоления сопротивления передвижению призмы волочения,
рассмотрим схему действия сил на отдельно взятую частицу снега
весом G4, сдвигаемую ножом отвала (рис. 100). При установившемся
154

движении снегоочистителя частица находится под воздействием
нормальной силы N, силы трения о нож f{N и силы трения о
дорожное полотно f2G4y направленной в сторону, противоположную
вектору абсолютной скорости частицы.
Уравнения статического равновесия частицы |
имеют следующий вид: ^
fiN + /2^4 cos СФо — ft) = 0;
N - f2G4 sin (г|)0 — О) - 0,
где тЭ1 — угол между направлением абсолютной
скорости частицы v и направлением движения
отвала.
Исключив из этих выражений угол i|?0—Ф,
находим
(104)
'/X
Следовательно, усилие ТпРшЧ, необходимое
Рис. 100. Схема дей-
для преодоления сопротивления передвижению ствия сил на снеЖную
частицы, равно
частицу и нож отвала
ц = N (sin ф0 - f г cos ф0) =
). (105)
Снежная масса откалывается под углом сдвига 0, равным
л __ _£t фр + ф! + ф2
U"~" 2 2
где ф0 — угол резания и ф2 — угол внутреннего трения.
Таким образом, вес всей призмы волочения составляет [27]
Усилие Гпр, необходимое для сдвигания всей призмы волочения,
получим, если в выражении (105) вес частицы G4 заменим весом всей
призмы волочения Gnp
<* пр — /2
Р (ctg ф0 + ctg 0) sin (г|)0 — фх).
(106)
В тихоходном плуге, где снег не отбрасывается и поднимается
лишь на небольшую высоту, значения Тотб, Тпер и Тпод невелики
и вследствие небольшого их удельного значения в общем балансе
составляющих тягового усилия их можно не учитывать. Тогда полное
тяговое усилие на перемещение тихоходного снегоочистителя Т,
тих
155

(в кГ) .с учетом подъема или уклона пути, по которому он
передвигается, составит
± i (GM + GnA) -f- Лр„ВЛс • 104 + 500f2BcH2cp (ctg сро + ctg 9) x
X sin (ф0 - ф1) - f0GM + /Gn, ± i(GM + Grt,) + kpe3BcHc-10* +
+ /21~ (ctg Фо + ctg 0) sin (% - ф1). (107)
В скоростном снегоочистителе при соответствующем выборе
профиля рабочей поверхности отвала, перед плугом не успевает
образоваться заметная призма волочения, так как снег, снятый ножом
отвала с дорожного покрытия, поднимается по рабочей поверхности
движущегося отвала и по достижении верхней кромки отбрасывается
в сторону. Учитывая, что скоростная снегоочистка, как правило,
ведется на снежном слое небольшой высоты, при определении усилия
резания для скоростного снегоочистителя следует руководствоваться
гиперболической зависимостью коэффициента сопротивления
резанию kpgg от толщины стружки. Тогда
Tpe3 = kpe3F = A-^j =АВСН°С'6. (108)
Усилие резания трез в скоростном снегоочистителе имеет
небольшое значение, так как для свежевыпавшего снега, на котором
обычно ведется работа, значение А невелико.
Полное тяговое усилие, необходимое для передвижения
скоростного снегоочистителя Тск (в кГ) равно
Тск = foGM + fGm ± i (GM + Спя) + Трез + Tom6 -f- Tnep -f- Тпод =
+ 16OOABCH°C'6 + J|L BcHcp (vL + vl + 2vnjlvK cos a cosp) +
77 ^c^cpp^sin у г cos (у, - 91) - 2f± sin (ух - ф1) ,
^(1+4/?)со8Ф1 L e2fi(«-i*--iio)
2f± sin (|i0 + ф1)1 + 1000 ВсНсрНпл. (109)
В формулах (107) и (109) GM и GnJl выражены в кГ, F — в CM2,g —
в м/сек2, р — в г/см3, Q — в m/ч, vnA и vK — в км/ч; ВСУ HCf Нпл и R —
в м; значения kpe3 и Л — см. табл. 1, 2 и формулы (12) и (13).
Полное усилие Г, необходимое для передвижения тихоходного
и скоростного снегоочистителя, не должно превышать наибольшего
тягового усилия, которое способна реализовать машина по сцеплению
T^Gcfla» (ПО)
где пщ — сцепной вес машины в кГ; ^>щ — коэффициент сцепления
машины с дорожным покрытием.
156

Мощность двигателя, потребная для реализации тягового усилия,
равна
N = - лс (111>
гАе Чпер — к. п. д. механизма привода ходовой части машины; vnA —
скорость снегоочистителя в км/ч.
Анализ формул (107) и (109) позволяет сделать вывод о том, что
в условиях эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов
патрульную снегоочистку целесообразно вести скоростными плужными
снегоочистителями, так как в этом случае достигается не только
высокая производительность и при соответствующем конструктивном
решении формы отвала плуга также значительная дальность
отбрасывания снега, но и меньшая удельная энергоемкость, чем в
тихоходных машинах. Так как методика расчета тягового усилия и
мощности, необходимой для передвижения снежного плуга, определяется
в основном его скоростной характеристикой, то весьма важно знать
границу применения той или иной методики. Проведенные во ВНИИ-
земмаше исследования работы отвалов снежных плугов показывают,,
что скорость снегоочистителя, при которой снег начинает заметно
отбрасываться от проезжей части дороги, зависит от его
физико-механических свойств, главным образом от плотности и влажности снега.
Подъем снега по развертываемой поверхности отвала
(цилиндрического и конического профиля) начинается в диапазоне скоростей
снегоочистителя 15—20 км/ч, начало отбрасывания снега с верхней
кромки примерно с 25 км/ч и интенсивный отброс — со скорости
более 30 км/ч.
Таким образом, критической скоростью, по достижении которой
срезанный снежный слой начинает приобретать упорядоченное
движение по отвалу, можно практически считать 20—25 км/ч.
Пример. Рассчитать одноотвальный плужный снегоочиститель на базе
автомобиля со всеми ведущими осями ЗИЛ-131 на патрульной снегоочистке.
Параметры снегоочистителя:
Вес автомобиля Ga = 6460 кГ
Вес снегоочистительного оборудования Gc, 0 = 1000 кГ
В том числе — плуга 6пл = 670 кГ
Мощность двигателя N = 150 л. с.
Ширина захвата плуга Впл = 2,6 м
Среднее значение радиуса кривизны рабочей поверхности
отвала, по которой перемещается снег R ^ 0,75 м
Угловые параметры отвала переднего плуга aw 45Q, p^ 90°,
Н-о - 30°, |i - 60°,
у = 125°.
Принимаем /0 = 0,025; /=0,10; 4>с^ = 0,25; цпер = 0,85.
По сцеплению снегоочиститель способен реализовать тяговое усилие
Tc4=GayfPcH = 6460-0,25 = 1615 кГ.
Наибольшее тяговое усилие, которое способен реализовать снегоочиститель по
мощности, составляет согласно формуле (111)
_270Nr]nep _ 34 400
1 ск ~~~" ' ^ •
V v
1 ск
157

Так как работа снегоочистителя должна вестись на скоростях более 25 км/ч,
а при такой скорости тяговое усилие по мощности двигателя меньше тягового усилия
по сцеплению, расчет ведем по мощности двигателя.
Определим значения тягового усилия в зависимости от vnji для различных
значений высоты разрабатываемого слоя снега Нс при работе снегоочистителя на всю
ширину захвата плуга Вс = Впл. Так как работа ведется на патрульной
снегоочистке, принимаем плотность снега р = 0,1 г/смг. Коэффициент внешнего трения
принимаем (для стального отвала) /1 = tg ф1 = 0,1 и значение А = lt9kpe3^* 0,03.
По формуле (87) определяем значение vK
J3vlA — 17,2 .м/сек.
Если vnjl выразить в км/ч, то ,
vK=y 0,7 Жпл — 223 км/ч.
При работе снегоочистителя на полную ширину захвата тяговое усилие на
перемещение снегоочистителя на горизонтальном участке (i — 0), определяемое по
формуле (109), равно
7\ = 0,025-6790 + 0,1.670+ 1600- 0,03- 2,6Я°'6 +
^t^z^- (°*т-^°-т+°-™+-°^ +
+ 1000.2,6-0,1 -0,75 (0,5 + 0,866) Нс = 237 + 3,7бНси2пл + 40Нс + 125Я°'6 кГ.
Таким образом, при Яс==0,1 м
при Нс = 0,2 м
при Нс = 0,3 м
Tc=280+0,376vlAKr,
Тск = 292+ 0,752^ кГ;
Тск = 310+ 1,128^, кГ.
Приравнивая значение Тск максимальному тяговому усилию, которое можно
реализовать по мощности двигателя, получим:
при Нс = 0,1 м
280 + 0,376у^л = ^-^ ; vnA ъ 39,5 км/ч;
при Нс = 0,2 м
292 + 0,752у^л = 34 4°° ; ипл ^ 32,0 км/ч;
при Яе = 0,3 м
Для этих трех вариантов весовая производительность (Q = ВсЯсрупл),
фактическая дальность отброса снега Ьф = —~ sin 2a sin |3 th [6,2 J^#cPj + _^£
158

и эффективная производительность1 (Q9a= Q^a) при р= 0,1 г/см* приведены
в табл. 20.
Нетрудно убедиться в том, что увеличение дальности отбрасывания может быть
достигнуто при уменьшении ширины разрабатываемого снежного слоя. Так, напри-
Таблица 20
Производительность снегоочистителя при различных значениях
высоты снежного слоя
Нс в м
0,1
0,2
0,3
VK
в км/ч
39,5
32,0
28,5
30,3
23,2
19,3
Q в т/ч
1030
1660
2225
L . в м
5,3
4,3
3,8
в т-м/ч
5450
8000
8450
мер, при работе на слое снега шириной Вс = 1,0 м, тяговое усилие согласно формуле
(109) равно
\л + \ЪНС + 48Н°/ кГ.
Тск = 237
Решая уравнение
237 + \,4ЬНл>1г+ 15Я. + 48#°>6 =
34 400
при Нс = 0,1 Mf получаем vnjl = 53 км/ч.
При работе снегоочистителя на такой скорости vK — 11,9 м/сек и дальность
отброса снега Ьф = 9,3 м.
Эффективная производительность при этом составит
(1эф= 1,0-0,1-53 000-9,3= 4900 т-м/ч.
15. Производительность
Различают теоретическую, техническую и эксплуатационную
производительность — объемную и весовую.
Теоретической или конструктивной производительностью
называется производительность снегоочистителя при работе в расчетных,
заданных техническими требованиями, условиях (условия
местности, размеры снежного забоя, физико-механические свойства снега),
использовании двигателя на номинальную мощность и отсутствии
каких-либо простоев и перерывов в работе. Теоретическая объемная
производительность (в м8/ч) определяется сечением снимаемого слоя
снега и рабочей скоростью снегоочистителя
П= 10005c#cfl/u. (112)
Теоретическая весовая производительность (в т/ч) определяется,
кроме того, заданной техническими требованиями плотностью снега р
(113)
1 Согласно ГОСТ 15840—70, эффективной производительностью снегоочистителя
называется произведение количества снега, убранного снегоочистителем в единицу
времени, на дальность отброса снега.
159

где Ширина захвата Вс и высота срезаемого пласта Нс выражены
в м, vnA — в км/ч и р — в г/см3.
Технической производительностью [объемной Пт (в м3/ч) или
весовой Qm (в т/ч) ] называется максимально возможная для данного
снегоочистителя и в данных конкретных производственных условиях
производительность, которая может быть достигнута при правильно
выбранном режиме работы, отсутствии простоев и перерывов в
работе. Она является предельной и не может быть превзойдена без
конструктивных изменений машины
Лт = Лкт; (114)
Qm^Qkm, (115)
где km — коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.
Эксплуатационной производительностью снегоочистителя
[объемной Пэк (в м3/ч\ или весовой Q3K (в т/ч) ] называется
производительность при работе в данных конкретных производственных условиях
с учетом фактического использования машины во времени. Она
определяется технической производительностью и величиной простоев,
вызванных организационными причинами и неполадками,
неисправностями машины, а также квалификацией обслуживающего
персонала:
n9K = TImkekn; (116)
(117)
где ke — коэффициент использования машины во времени;
h
где tp — общее календарное время; tx — продолжительность
холостых пробегов; tMaH — время, затрачиваемое на маневрирование;
tnep — время, затрачиваемое на переезды с одного участка к
другому; tnp — время простоя.
kn — коэффициент, учитывающий состояние машины и
квалификацию водителя. Коэффициентом ke учитываются потери рабочего
времени в смену, составляющие при хорошей организации работ
менее 30% (^>0,7); значение коэффициента kn зависит
преимущественно от конструктивных особенностей машины и находится
в пределах от 0,6 до 0,9.
С учетом уменьшения продолжительности рабочего дня в
предвыходные и предпраздничные дни (среднее значение рабочих часов
в семичасовую рабочую смену kCM = 6,82 ч) получаем сменную
эксплуатационную производительность снегоочистителя, равную
n™ = nmkeknkCM mVсмену; (118)
QlMK = QmkeknkCM m/смену. (119)
160

nnp
Общее количество семичасовых рабочих смен в году для
снегоочистителя составляет обычно ke — 150. Таким образом, годовая
эксплуатационная производительность снегоочистителя равна
nfKd = nmkeknkCMk2 мг/год; (120)
QfKd = QmkeknkCMke т/год. (121)
Нередко производительность плужного снегоочистителя
определяют в м2 очищенной площади или при заданной ширине дороги —
в пог. м. очищенной от снега полосы дороги. С достаточной для
практических целей точностью сменная эксплуатационная
производительность снегоочистителя может быть принята равной
квкЛм Mt/CMeHy (118a)
keknkCM м/сжну, (1186)
где / — величина перекрытия смежных проходов в м (I = 0,2-^-0,3);
ппр — количество проходов по одному месту.
При расчетах экономической эффективности плужных
снегоочистителей скоростного типа главным показателем является
эффективная производительность Пэф (в мЧч) или Q9(p (в т.м/ч), учитывающая
не только количество снега, снятого снегоочистителем, но и дальность
его отброса Ьфу что позволяет сопоставимо оценивать важнейшие
удельные экономические показатели машин (удельную
металлоемкость, удельную энергоемкость, стоимость продукции):
ЛЭф = ЛэкЬф; (122)
Qsct> = QsKL<p. (123)
16, Устойчивость
Методика расчета на устойчивость тихоходных снегоочистителей
против разворота в плоскости дорожного покрытия не отличается
от методики расчета на устойчивость любых других движущихся на
небольшой скорости и стационарных машин. Устойчивое положение
такого снегоочистителя в процессе работы определяется развеской,
размерами базы и колеи машины, величиной и местом приложения
нагрузок, а также коэффициентами сцепления ходовой части машины
с основанием дороги и трения скольжения (при лыжной опоре) или
качения (при роликовой опоре) опорной поверхности снежного плуга.
Реакции сопротивления резанию и сопротивления перемещению
призмы волочения определяют из выражения (107), и в зависимости
от работы плуга на полную или частичную ширину захвата,
11 Д. А. Шглман 161

устанавливают точку приложения этих реакций. Устойчивость
снегоочистителя будет обеспечена,- если разворачивающие машину
моменты относительно передней и задней ее осей будут при любых
условиях меньше суммы моментов соответствующих сил сцепления с
дорожным покрытием колес машины и силы трения плуга.
При расчете на устойчивость скоростного снегоочистителя следует
учесть особенность, отличающую его от тихоходного снегоочистителя
тем, что на него действуют со стороны снежной струи, сходящей
с отвала, значительные реактивные силы. В двухотвальном
скоростном снегоочистителе, если нагрузка приложена к отвалам одинаково,
эти силы уравновешиваются тяговым усилием. Устойчивое
положение такого снегоочистителя обеспечивается также и при наличии
крыльев, загруженных одинаково. Если же снегоочиститель
снабжен одноотвальным плугом или дополнительно одним крылом,
либо в двухотвальном снегоочистителе работа ведется одной
стороной плуга или одним крылом, устойчивость машины требует
обязательной проверки с учетом действия на рабочие органы этих сил.
Величина реактивной силы Rp (в кГ), приложенной к верхней
кромке отвала, с которой сходит снег, определяется как частное
от деления значения мощности Nom6, затрачиваемой на сообщение
снежной массе кинетической энергии, на скорость vay с которой снег
отбрасывается отвалом. Принимая значения Nom6 и va, согласно (44)
и (41), получим после замены v' на vK
Rp ~ -^1 = -*|i PBcHcvllA YvL + v* + 2vnAvKcos a cos p, (124)
где р выражается в г/см3; Вс и Нс в м\ vnJl и vK в км/ч и g
в м/сек2.
Направление реактивной силы обратно направлению скорости
движения снега при сходе его с отвала, и ее точку приложения можно
для расчета принять в районе средней части участка, на которой
сосредоточена основная масса снега. Таким образом, сила Rp может
быть представлена как геометрическая сумма вертикальной силы
Rp sin а и горизонтальной силы Rp cos а, составляющей с
направлением движения снегоочистителя угол р. Если не учитывать влия*
ния сравнительно небольших значений усилий резания, то в одно-
отвальном снегоочистителе с крылом (рис. 101) условие
устойчивости машины относительно передней и задней оси при работе только
плугом определится неравенствами:
Rp cos a (/' sin р — a cos Р) < G3. О^ЩЬ + ,
+ GnJ V&T¥+ RPf sin a V^\T\ (125)
Rp cos a \(L + V) sin p — a cos p] < Gn. O^CUL +
+ GnJ Vb* + (L + lf + Rpf sin а ]/а2 + (I +-1')\ (126)
162

где G30 и Gno — нагрузка, приходящаяся на заднюю и переднюю
оси; 6пл — вес плуга; ^сц — коэффициент сцепления ходовой части
машины с основанием дороги; / — коэффициент трения скольжения
(при лыжной опоре) или качения (при роликовой опоре) плуга.
Из этих выражений находим следующие условия
устойчивости:
G3.
GnJ
cos a(/' sin P — a cos P) — / ]/~a2 + I'2 sin a
(127)
cos a[(L
Gft. о'Фсц^
GnJ
— acosp] —/ Va2 + (L+ /')2 sin a
(128)
Рис. 101. К расчету плужного снегоочистителя на
устойчивость
Удерживающий момент от вертикальной составляющей
реактивной силы обычно невелик. Если его не учитывать, то с учетом того,
что автомобильные плужные снегоочистители для работы обычно
загружаются балластом и поэтому на заднюю ось автомобиля всегда
приходится большая нагрузка, чем на переднюю (G5.o>Grt.o),
правая часть неравенства (128) по своему значению будет, как
правило, меньше правой части неравенства (127). Следовательно, для
обеспечения устойчивого положения машины в этом случае
оказывается достаточным соблюдения лишь одного неравенства (128).
Это означает, что проверка на устойчивость скоростных
автомобильных одноотвальных снегоочистителей с одним передним плугом
должна производиться относительно задней, а не передней оси
машины. Из анализа приведенных выражений вытекает также, что
добиваться устойчивости снегоочистителя за счет плуга
нецелесообразно, так как это потребовало бы придания ему огромного
веса.
Когда кроме переднего плуга в работе участвует и боковое крыло,
устойчивость машины с достаточной точностью определяется
И* 163

следующими выражениями:
' [(L + /j)sinp' — a'cosp]
f sin a V&~+7*> (129)
Rp cos a [(L -f /') sin p — a cos p] — #p cosa' (l[ sin p' — a' cos p') <
+ /?pf sin a ]/^f(I+7T , (130)
где Rp — реактивная сила, приложенная к крылу; а' и Р' — угол
выброса и направляющий угол для снежных частиц, сходящих
скрыла, соответственно.
Следовательно, должны быть соблюдены условия
Rp [cosa (/ sin p — a cos p) — / sin a У а2 + 1\ —
— Rp cos a [(L + /i)sin p — a'cosp] < G3. o$C4L +
T~P', (131)
Rp {cosa [(L + V) sin p —acosp] — / sin a Va? + (L + Z')2} —
— /?p cosa' (t[ sin p' — a' cos p ) < Gn. 6§СЦЬ +
(132)
Из анализа, выполненного для конкретных типоразмеров
скоростных автомобильных плужных снегоочистителей, вытекает, что
большая устойчивость достигается при расположении крыла не
перед задней осью машины, а за ней.
В приведенных выше формулах расчета на устойчивость
скоростного снегоочистителя против разворота отсутствует так называемый
коэффициент устойчивости, представляющий собой отношение
удерживающего момента к моменту, разворачивающему машину. Нет
каких-либо норм для выбора этого коэффициента, и в целях
получения достаточной гарантии устойчивости снегоочистителя,
особенно при его работе на больших скоростях, можно рекомендовать,
впредь до получения обоснованных практикой данных, принимать
значение этого коэффициента ky> 1,2 при одновременном
тщательном выборе значения ^щу учитывающего состояние дорожного
покрытия и климатические условия.
164

Что касается устойчивости в вертикальной плоскости, то практика
показывает, что она, как правило, достаточна даже у
высокоскоростных снегоочистителей на автомобильной базе. Проверка на
устойчивость против опрокидывания под влиянием совместного
действия инерционных сил движущейся машины и реактивных сил
должна производиться с учетом опрокидывающего момента от
вертикальной составляющей реактивной силы крыла R'p, когда крыло не
имеет под собой опорной поверхности.
ГЛАВА VII
Основы теории и расчета роторных снегоочистителей
Так как наиболее широкое распространение получили хорошо
зарекомендовавшие себя в эксплуатации снегоочистители с
раздельными операциями забора и отбрасывания снега, основное внимание
в настоящем разделе уделено анализу рабочего процесса и методике
расчета шнеко- и фрезерно-роторных снегоочистителей. Основные
положения анализа и методика расчета рабочих органов этих
снегоочистителей могут быть также положены в основу методики расчета
рабочих органов совмещенного типа.
17. Анализ рабочего процесса,
кинематические и конструктивные параметры ротора
Важнейшей составной частью рабочего органа шнеко- и фрезерно-
роторного снегоочистителя является ротор, с помощью которого снег
отбрасывается в сторону от машины в заданном направлении. Весь
рабочий процесс, происходящий в роторе снегоочистителя, может
быть разделен на следующие операции, сопровождающиеся затратой
энергии:
1) захват снега лопастью;
2) перемещение снега вдоль лопасти;
3) соприкосновение снега с неподвижным кожухом ротора;
4) движение снега по кожуху ротора к выбросному отверстию;
5) движение снега по направляющему устройству.
Захват снега лопастью ротора сопровождается затратой энергии
на удар лопасти о снег и сообщение снегу начальной скорости;
в процессе перемещения снега по^ лопасти энергия расходуется на
сообщение ему дополнительной скорости, необходимой для отброса
снежной массы к наружному краю лопасти, и на преодоление сил
сопротивления трения снега о лопасть; при встрече снега,
сошедшего с лопасти, с неподвижным кожухом ротора -теряется энергия
на удар снега о внутренние стенки кожуха, а при движении снежной
массы по кожуху энергия также затрачивается на преодоление сил
2118 165

сопротивления трения снега о кожух. И, наконец, часть энергии
расходуется на преодоление сил сопротивления трения при движении
снега по направляющему устройству выбросного патрубка.
Независимо от характера подачи снега в ротор — с помощью
активного или пассивного питателя — снежная масса поступает на
лопасть хаотически. Даже лри одинаковом на всем рабочем участке
состоянии разрабатываемого снежного забоя и неизменных физико-
механических свойствах снега поступающие в ротор частицы
приходят в соприкосновение с
лопастью в различных ее точках,
вследствие чего рабочий процесс
в роторе является, строго говоря,
стохастическим.
Характер движения снежной
частицы по лопасти схематически
может быть представлен
следующим образом: поступившая на
вращающуюся лопасть ротора частица
вначале приобретает окружную
скорость той точки лопасти, с
которой она пришла в
соприкосновение, затем под влиянием
действующих на нее сил, вращаясь
вместе с лопастью, начинает свое
движение вдоль лопасти к ее
наружному краю со все
возрастающей скоростью и, достигнув края
лопасти, покидает ротор, когда
лопасть проходит выбросное окно.
Полученный частицей заряд кине-
Рис. 102. Схема сил, приложенных
к материальной частице, движущейся
по вращающейся лопасти ротора
тической энергии определяется ее массой и конечной абсолютной
скоростью, равной геометрической сумме практически постоянной
переносной скорости вместе с лопастью и конечной относительной
скорости движения вдоль лопасти, значение которой зависит, в
частности, от начального положения частицы при ее соприкосновении
с лопастью.
Движение материальной частицы в роторе. В целях упрощения
математического описания рабочего процесса в роторе исключим из
рассмотрения силы взаимодействия между отдельными частицами
снега и проанализируем поведение отдельно взятой материальной
частицы на прямолинейной лопасти с момента ее поступления на
лопасть до момента, когда частица достигла края лопасти.
Рассмотрим наиболее общий случай, когда лопасть расположена в роторе под
некоторым произвольным углом к радиусу (рис. 102). Учитывая
результаты проведенных во ВНИИземмаше экспериментальных
исследований рабочих органов роторных снегоочистителей, согласно
которым амплитуда колебания угловой,скорости вращения ротора со
при установившемся режиме незначительна, будем полагать со=const.
166

Пусть начальное положение лопасти, составляющей с радиусом
ротора угол Р, в момент ее подхода к выбросному окну определяется
углом а с горизонтальной осью рртора, а начальное положение
рассматриваемой частицы Мо на лопасти — радиусом Ro. Так как
ротор вращается с постоянной угловой скоростью, то за отрезок
времени / лопасть повернется вокруг оси ротора на угол ty = со/, а
частица перейдет в точку Му определяемую радиусом г, и, двигаясь
по лопасти со скоростью vn пройдет за это время путь
t
s — J vrdt.
о
Лопасть к этому моменту займет положение, определяемое углом
наклона ее к горизонту а + ф-
На рассматриваемую частицу с массой т, расположенную в точке М,
действуют: сила собственного веса Q4 = mg (где g — ускорение силы
тяжести), центробежная сила инерции J = то*2г, сила Кориолиса
К = 2m(x)Vr и сила трения F. Обозначив через а расстояние от
начального положения частицы до перпендикуляра, опущенного на
лопасть из центра вращения ротора, и, спроектировав все силы,
приложенные к частице, на направление лопасти, получим уравнение
динамического равновесия частицы в следующем виде:
m~-/r-Q,sin(a+i|))-F, (133)
где JT — проекция центробежной силы инерции на направление
лопасту; JT = mco2 (a + s).
Сила трения F равна
F = /i IK + Q4 cos (a + г|>) — JN], (134)
где fx = tg фх — коэффициент внешнего трения; JN — проекция
центробежной силы инерции на нормаль к лопасти; JN = mco2/? sin p.
После подстановки значений JT, F и JN в выражение (133),
замены t — — и сокращения всех членов на массу, получаем
неоднородное линейное дифференциальное уравнение второго порядка
Обозначив а + s + fxR sin p = х, перепишем
дифференциальное уравнение в следующем виде
^ ^ ln(« + <Px + +). (136)
Общий интеграл этого уравнения равен
х = хг + хъ (137)
167

где Xt — интеграл соответствующего однородного уравнения;
xi — Cxek^ + C2ek^\ х2 — частное решение уравнения (136).
Коэффициенты kx и k2 определяем из характеристического
уравнения k2 — 2fxk — 1 = 0, корни которого равны
~~ sin
kl СО8ф1 '
_ 1 + 8Шф1>
4 СОБф! ч '
Частное решение дифференциального уравнения находим из
условия
^ ( + +)+W cos (а + «
Вычислив первую и вторую производные от х2 по я|), подставив
полученные значения в выражение (136) и.приравняв коэффициенты
при одинаковых тригонометрических функциях, получим систему
двух алгебраических уравнений с двумя неизвестными сг и с2. Решая
эти уравнения совместно, находим:
cos2 ф1. sin ф1 cos ф1
Следовательно, общий интеграл дифференциального уравнения
равен
х = Схек^ -\- C2ek^ + ~2 sin (a ~1~ 2ф1 + Ф). (140)
, Таким образом путь s, пройденный частицей по лопатке за время t,
и относительная скорость частицы vr в момент t соответственно равны
; (Hi)
(142)
Используя граничные условия (при t =0, s = 0 и vr = 0),
находим произвольные постоянные С1 и С2
г (а р fxR sin p) (1 -}- sin ф1)
- ^ [sin (a + 2ф1) + cos (а + ф^]; (143)
г (a -f fiR sin P) (1 — sin ф1)
~ ^ [sin (а + 2фх) — cos (а + ф1)].. (144)
Так как а = /?0 cos б и /?0 sin S == ^ sin Р» то
a + f^sinp = Ko(cosб + hsin6) = *°СОС8О(8Ф;~б) •
168

Следовательно,
s = ^соз
+ [sin (a + 2q>x) — cos (a + cpx)] ek** — 2 sin (a + 2фх + г|э)}. (145)
ф, - 6) {екЛ _ екЛ) _
- JL [kx [sin (a + 2ф1) + cos (a 4- ф1)] ek^ 4-
4- ^2 [sin (a 4- 2фх) — cos (a 4- фх)] ^^ — 2 cos (a 4- 2<px 4- я|>)}. (146)
Выражениями (145) и (146) определяется характер движения
частицы по лопасти в общем случае, когда учтены все силы,
приложенные к частице, и наружный край лопасти по ходу вращения ротора
откинут назад. Очевидно, что когда он закинут вперед, знак перед б
должен быть заменен на обратный, а для радиальной лопасти 8 = 0.
В целях упрощения полученных выражений, имеющих
громоздкий вид, можно без ущерба для конечных результатов анализа
влиянием отдельных факторов, ввиду их относительно небольшого
значения, пренебречь. Это в первую очередь относится к весу
частицы,который невелик по сравнению с другими силами. Так, например, в
снегоочистителях дорожного и аэродромного типов, где длина рабочей
части лопасти принимается обычно равной не более 0,6 радиуса
ротора и минимальная окружная скорость ротора составляет не
менее 16 м/сек, даже на внутреннем крае лопасти большого по размерам
ротора, центростремительное ускорение в десятки раз больше
земного. Таким образом, собственный вес частицы в общем балансе сил,
приложенных к ней, составляет обычно 1—3%, и если исключить
его из рассмотрения, то выражения (145) и (146) получают следующий
вид:
для роторов с откинутым назад наружным краем лопастей
s = *.««(Ф1--6) [_*яв*,* + k^A - {kl _ h)]- (и?)
для роторов с радиальными лопастями
- (*! - *,)]; (149)
_
169

для роторов с закинутым вперед наружным краем лопастей
s = .gocosfa
Vr =
Из приведенных выражений можно определить конечную
относительную скорость частицы vr , если вместо s подставить его
значение sK = R cos р — Ro cos б, соответствующее ^ = tyK.
Каждое из рассмотренных положений лопастей имеет, как
увидим ниже, свои достоинства и недостатки, и вследствие большей
простоты конструкции и технологичности значительная часть
роторов снегоочистителей выполняется с радиально расположенными
лопастями. Для таких роторов р = 0и8=0, и конечная
относительная скорость определяется из условия s = R — Ro- Так как с ^ =
1
= 1 Т» то из выражений (149) и (150) получаем
R = ТАГ- (- k2ek^ + k,ek^); (153)
Л1 ^2
(е*А-Л*«). (154)
л пг /г2
Абсолютная скорость частицы v на выходе из ротора, равная
геометрической сумме относительной vr и переносной скорости ve9
в общем случае определяется из выражения
v = ]Д^ + $ — 2vrve sin p. (155)
Для радиальной лопасти эта скорость равна
где ve ^^ (dR — окружная скорость лопасти.
Угол разгрузки ротора. При определении оптимального угла
разгрузки ротора будем исходить из условия, что снег в
межлопаточном пространстве не должен накапливаться, и поступившая
в ротор снежная масса выгружается за каждый его оборот. Для
роторов с откинутым назад наружным краем лопастей это условие
определяется выражением (147), из которого может быть найдено
значение угла г|) = tyK после замены s на R cos р — Ro cos б. Тогда
Задавая величину /?0, определяющую рабочую длину лопасти,
положение лопасти (угол Р или угол б) и коэффициент внешнего
трения /х = tg Фх, находят из этого выражения угол tyK.
Для радиальной лопасти (когда р = 0 и б = 0) зависимость г|?к
от-д— при различных значениях /х представлена графиком (рис. 103).
170

Из анализа этого графика видно, что нецелесообразно выбирать
рабочую длину лопасти излишне большой, так как с увеличением ее
длины резко возрастает угол разгрузки, а пропускная способность
ротора при этом увеличивается незначительно. Обращает на себя
внимание то обстоятельство, что конструктивные размеры ротора на
величину угла разгрузки влияния практически не оказывают.
Следует отметить, что исходные положения приведенного
анализа базируются на том, что начало движения материала вдоль
лопасти совпадает во времени с моментом подхода лопасти к
разгрузочному отверстию, т. е. с началом разгрузки. В действительности же
' О Ю 20 30 ЬО 50 60 70 80 90 /00 ftO 120
П
Рис. 103. График для определения угла разгрузки
ротора
большая часть частиц, поступивших на лопасть, начинает свое
движение вдоль лопасти задолго до начала разгрузки. Таким образом, еще
до подхода лопасти к разгрузочному отверстию материал успевает
в той или другой мере продвинуться к наружному краю лопасти,
и это имеет известное положительное значение, так как условия
опорожнения ротора при этом улучшаются. В то же время нужно иметь
в виду, что исключение из анализа собственного веса частицы, с
учетом того, что обычно разгрузочное отверстие располагается в
верхней части ротора, привело к некоторому занижению значения угла
разгрузки.
Степень положительного влияния первого фактора в связи с
хаотичным поступлением снега в ротор оценить весьма трудно. Что
касается влияния собственного веса частицы, то, как показывает
анализ, его отрицательная роль невелика. Так, например, в роторе
диаметром 1,5 м, вращающемся с угловой скоростью 300 об!мин,
для частиц, начальное положение которых на лопасти определяется
параметром а = 0,5/? cos (3, с учетом их собственного веса tyK ^
^ 80°, без учета собственного веса tyK я^ 77°. Так как некоторая часть
снега под влиянием центробежной силы сдвигается к наружному
171

краю еще до подхода к разгрузочному окну, что улучшает условия
опорожнения ротора, полученные результаты анализа можно
рекомендовать для практического определения угла разгрузки.
Длина лопасти. Из конструктивных соображений, с целью
рационального использования центральной части роторного
пространства для более компактного размещения приводных элементов
питателя, длину лопасти представляется целесообразным ограничить.
Ограничение длины лопасти способствует также улучшению условий
поступления снега в ротор и разгрузки.
Оптимальную длину лопасти установим руководствуясь
результатами анализа опорожнения ротора. Для роторных
снегоочистителей с наиболее широко распространенными параметрами
разгрузочное окно в кожухе ротора ограничено обычно углом i|?K, не
превышающим 90°, и независимо от положения лопасти (величины
угла Р) и значения коэффициента внешнего трения /х минимальная
величина -~ о- находится в диапазоне от 0,4 до 0,45. Таким образом,
рабочая длина лопасти может быть практически без ущерба для
пропускной способности ротора ограничена размером (0,55-f-0,6) x
XR cos p, так как снежная масса, расположенная близко к оси
ротора, за каждый оборот ротора не удаляется. Наибольшую длину
радиальной лопасти целесообразно принимать соответственно
равную 1лоп = (0,55-^-0,6) R.
Расположение лопастей в роторе. Из сопоставления формул (148),
(150) и (152) видно, что при одинаковом угле разгрузки ротора tyK
и прочих равных условиях наибольшую скорость частица достигнет
на лопасти с откинутым назад наружным краем, наименьшую — на
лопасти с наружным краем, закинутым вперед. Следовательно,
оптимальным для условия более быстрой разгрузки ротора является
расположение лопасти с откинутым назад наружным краем. Из
условия же получения наибольшей абсолютной скорости более
рациональным является расположение лопасти с закинутым вперед наружным
краем. В последнем нетрудно убедиться из анализа формулы (155):
при Р <0 значение v больше, чем при Р > 0.
При выборе положения лопасти следует учитывать
целесообразность уменьшения угла между векторами абсолютной скорости
частиц на выходе из ротора в начале и в конце прохождения лопасти
мимо разгрузочного окна. Дело в том, что во избежание распыла
снежной струи, влекущего за собой повышенное сопротивление воздуха,
и уменьшения, в связи с этим, дальности отбрасывания снега,
патрубок, в который снег поступает из ротора, не следует выполнять в виде
расширяющегося раструба. В то же время для лучшего
формирования снежной струи, что позволяет успешнее преодолевать
сопротивление воздуха, целесообразно выбирать выбросной патрубок
достаточной длины.
Из схемы, представленной на рис. 104, видно, что для получения
возможно меньшего угла между начальным и конечным
направлениями снежной частицы, более целесообразно применять лопасть
172

с откинутой назад передней кромкой. Действительно, при прочих
одинаковых параметрах в этом случае угол !• будет больше, чем при
ином расположении лопасти, а следовательно, и угол tyK — | между
вектором абсолютной скорости частицы v = ve в момент подхода
лопасти к разгрузочному окну и вектором абсолютной скорости
v = ve + vrK при выходе лопасти из разгрузочного окна будет
меньше. Так, для лопасти оптимальной длины, соответствующей
а я^ 0,457? cos p, в конце разгрузки
относительная скорость частицы
составляет ул ^0,9 ve и, следовательно,
абсолютная ее скорость v^\£bvev 1—sin p.
Направление этой абсолютной скорости
определяется углом £, который
находится из выражения
t t 1,11 — sin p
*et
(158)
Рис. 104. К определению
оптимального положения лопасти
в роторе
Стенка направляющего патрубка в
начале разгрузочного окна выполняется
по касательной к окружности кожуха
ротора и, чтобы были устранены потери
от удара снежных частиц о стенку
патрубка, противоположная стенка должна
быть ей параллельна, т. е. должно быть
соблюдено условие £ ^ilv Если в
выражение (158) подставим вместо g
величину г|эЛ, то увидим, что угол Р
получается весьма значительным. Даже при
малом значении tyK заданное условие не
может быть выдержано, так как
устанавливать лопасть под большим углом к радиусу ротора
практически невозможно. Учитывая, что, как показали
экспериментальные исследования, основная масса снега располагается у наружного
края лопасти и наибольшее количество снежной массы выбрасывается
из ротора в начальный период прохождения лопасти мимо
разгрузочного окна, удовлетворительного опорожнения лопасти, при
одновременно минимальных энергетических потерях на удар о стенку
патрубка, можно достигнуть, если несколько увеличить угол
разгрузки против расчетного по формуле (153). Увеличение этого
угла в пределах до 10° не вызывает заметного ухудшения сплошности
снежной струи.
На основе изложенной оценки достоинств и недостатков лопастей,
имеющих различное расположение в роторе, и учета технологичности
изготовления можно сделать вывод о целесообразности их
радиальной установки. В значительной части конструкции роторных
снегоочистителей превалирует именно такое расположение. В некоторых
конструкциях лопасти расположены с закинутым назад по ходу
. 17а

вращения наружным краем под углом р ^ 5ч-10° к радиусу
ротора.
Конструктивные размеры ротора. Для обеспечения нормальных
условий работы снегоочистителя загрузка ротора снегом за каждый
его оборот не должна выходить за пределы, определяемые
допустимым коэффициентом заполнения
k3an= 900DpBpvempP >
где Q — весовая производительность снегоочистителя в т/ч, Dp
и Вр — соответственно диаметр и глубина ротора в ж, тр —
количество роторов.
На основе опытных данных можно рекомендовать принимать
значение k3an в пределах от 0,3 до 0,45, а отношение глубины ротора
к его диаметру kB = 4г~ = 0,325-г-0,375.
Из формулы (159) определяется диаметр ротора
D" = "30 У v
ek3ankB9mp
18. Анализ рабочего процесса, кинематические
и конструктивные параметры питателя
Каждый из двух типов активных питателей — шнековый, с
одним, двумя или тремя, в зависимости от высоты разрабатываемого
снежного слоя, однозаходными шнеками, расположенными
горизонтально друг над другом, и фрезерный, с одной или несколькими
с общей геометрической осью многозаходными винтовыми
ленточными фрезами — обладает свойственными ему достоинствами и
недостатками, и выбор того или иного типа определяется
предъявляемыми к снегоочистителю эксплуатационными требованиями,
параметрами базовой машины, заданными параметрами снегоочистителя
и физико-механическими свойствами разрабатываемого снега.
Представляется очевидным, что из конструктивных соображений не
всегда целесообразно снабжать снегоочиститель фрезерным
питателем, который имеет большие габариты и вес по сравнению со шне-
ковым, ухудшает маневренность машины и значительно увеличивает
вес, приходящийся на передний мост базовой машины в
транспортном положении. Тем не менее многие зарубежные фирмы не только
настойчиво рекомендуют ленточную фрезу в качестве питателя для
роторного снегоочистителя, но успешно и широко ее применяют
в машинах различной производительности.
Режущая способность. Преимущества фрезерного питателя по
сравнению со шнековым заключаются в его способности успешно
работать на очень плотном, слежавшемся и даже смерзшемся снеге.
Лучшая режущая способность ленточной фрезы по сравнению со
шнеком объясняется в основном тем, что вследствие большого
диаметра кинетическая энергия даже полой фазы значительно превы-
374

шает кинетическую энергию сплошного шнека с соответствующими
параметрами, хотя лопасть фрезы выполняется в виде узкой ленты и
ее окружная скорость принимается обычно одинаковой с окружной
скоростью шнека. Для фрезы с числом, заходов z, радиусом Яфру
лейтой шириной Ъл и
толщиЬ ( 1
р
ной Ьфр (рис. 105) момент
инерции только ленты
относительно оси вращения на
участке, равном одному шагу
винтовой линии гфру
определяется выражением
1фр —
COS 8
**Фр~ьл Рис. 105. К определению момента инерции
(161) питателя
где рм — объемный вес материала фрезы; g— ускорение силы
тяжести; 8 — угол подъема винтовой линии лопасти;
2лг
COS 8 = •
**+$,
Для всей ленты, при длине фрезы равной В, момент инерции равен
фр / *
1фр
Вычислив значение интеграла в выражении (161), получим
фр =
. 2 ГП4 /г. . 441
(162)
Для изготовленного из того же материала однозаходного
сплошного шнека радиусом RmH и шагом гшн при толщине лопасти Ьшн
и общей длине шнека В момент инерции равен соответственно
т
■» шн —
^шн
(163)
При одинаковых окружных скоростях фрезы и шнека их угловые
скорости 0>фР и QMH обратно пропорциональны радиусам
175

Следовательно, кинетическая энергия вращающейся фрезы Wтфр
больше кинетической энергии вращающегося шнека WlUH той же
длины в отношении, равном
Х
Рфр
(«фр -
Руководствуясь полученным выражением, нетрудно установить,
что, например, кинетическая энергия шнека наиболее мощного из
серийных снегоочистителей Д-902 в три с лишним раза меньше
кинетической энергии четырехзаходной фрезы диаметрм 1,1 м с
лентой шириной 100 мм и толщиной такой же, как толщина лопасти
шнека.
Лучшая по сравнению со шнеком режущая способность фрезы
обусловлена также тем, что вследствие своей многозаходности
толщина срезаемой ею стружки обычно меньше, чем у однозаходного
шнека.
По этой причине, как увидим ниже, энергоемкость фрезерного
питателя несколько больше энергоемкости шнекового.
Скорость вращения. Долголетней практикой эксплуатации
роторных снегоочистителей установлено, что наиболее рациональной
является окружная скорость питателя (и фрезерного и шнекового)
vn = 8-^-10 м/сек.
Работа на такой скорости не вызывает затруднений у фрезерного
питателя, так как пропускная способность полой фрезы достаточно
велика и обычно превышает производительность снегоочистителя.
Что касается однозаходного шнекового питателя, то при малом
диаметре и небольшом шаге винтовой линии шнека не исключено, что
его пропускная способность окажется недостаточной и снег будет
подвергаться уплотнению. В этом случае, чтобы избежать
дополнительных энергетических затрат, увеличения износа режущих
поверхностей и снижения срока службы питателя, может потребоваться
увеличение размеров шнека, либо увеличение его окружной
скорости.
Чтобы избежать уплотнения снега шнеком, его скорость
вращения пшн (в об/мин) должна определяться условием [24]:
пшн^—— \ > (165)
где q фактическое количество транспортируемого снега,
приходящееся на шнек, в т!ч\ йшн, de и гшн — соответственно диаметр
шнека, диаметр вала шнека и шаг витков шнека в м\ р — плотность
снега в г/см3; ^шн — безразмерный коэффициент, характеризующий
176

проскальзывание транспортируемого материала относительно шнека;
^н = ПшД~ю% (166)
Ъ£шн
где сос — угловая скорость вращения снежной массы,
транспортируемой лопастью шнека.
Для определения значения ыс используем общее уравнение
движения материальной частицы в наклонном шнеке [23]. Приняв
в этом уравнении [} = 0, получим дифференциальное уравнение
движения частицы в горизонтальном шнеке
1 (
г {пшн - сос) cos ф1 |-g CQS « CQS
a Sin (а + ф) 1(167)
где ф — угол поворота частицы вокруг оси шнека; г — расстояние
частицы до оси шнека; <px == arc tg fx — угол трения частицы о
лопасть шнека; g—ускорение силы тяжести; а — угол подъема винтовой
линии лопасти в месте расположения частицы; /2 — коэффициент
внутреннего трения снега.
На основе анализа данных, полученных в итоге численного
решения этого уравнения, для рабочего участка шнека в пределах от нуля
до 4л с конкретными, наиболее часто встречающимися, значениями
диаметров и угловых скоростей вращения шнека и принятыми для
снега коэффициентами внутреннего и внешнего трения, наибольшее
значение угловой скорости снежной частицы можно принять равным
(orx=l,2QWttsin2a. (168)
Тогда минимальное значение коэффициента г|)ш„,
характеризующего проскальзывание, для той же частицы равно
ф2£п = 1 — 1,2 sin2 a. (169)
Полагая, что для снега, транспортируемого в виде сплошной
массы, значеие ^шн будет соответствовать значению г|;™«п для частиц,
расположенных в средней части лопасти, получим расчетное
значение этого коэффициента
[^] (170)
где выражение, заключенное в квадратных скобках, представляет
собой угол подъема винтовой линии для средней части лопасти.
Конструктивные размеры питателя. Количество шнеков в шне-
ковом питателе целесообразно ограничивать двумя-тремя, не более,
в зависимости от наибольшей высоты разрабатываемого снежного
слоя. Для снегоочистителей средних и тяжелых типоразмеров
допускается принимать общую высоту питателя (и шнекового, и фрезер-
12 Д. А. Шалман 177

ного) на 0,2—0,4 м меньше максимальной высоты слоя в расчете на
частичное обрушение снежной массы.
Шнеки выполняют обычно однозаходными. Диаметр шнека в
большинстве конструкций находится в пределах от 0,4 до 0,55 м, шаг
шнека равен диаметру.
Фрезу выполняют трех-, четырехзаходной, с углом подъема
винтовой линии по наружному диаметру в пределах 25—30°. Диаметр
фрезы определяют в зависимости от ширины захвата В [31] из
выражения
в^ 4
Ширину ленты фрезы Ьл рекомендуется [8] определять с учетом
образуемой призмы волочения по формуле
\пак см, (172)
где о = -£х— подача на ленту за один оборот фрезы в см\ vx —
O\J?l(ppZ
поступательная скорость снегоочистителя в м1ч\ ПфР — число
оборотов фрезы в минуту; ак — угол подъема винтовой линии наружной
кромки ленты; ВфР — в см.
19. Энергетические затраты
Вся мощность, расходуемая на работу шнеко- или фрезерно-ро-
торного снегоочистителя, распределяется в % следующим образом:
Метательный аппарат 65—80
Питатель 15—30
Передвижение машины в процессе снегоочистки 5—10
Для предварительных, сугубо ориентировочных расчетов, общую
мощность двигателя для привода рабочего органа шнеко- или фре-
зерно-роторного снегоочистителя можно определять по следующей
эмпирической формуле [28]:
Нр.о**щ>л-С- (173)
где Q — весовая производительность в т1ч\ L — дальность отброса
снега в м.
Энергоемкость ротора. Мощность, затрачиваемая на привод
ротора, складывается из мощности N\ , затрачиваемой на сообщение
снежной массе кинетической энергии для ее продвижения к
наружному краю лопастей ротора, мощности N2 — на преодоление
сопротивления трения снега о кожух ротора и мощности N3 — на подъем
снега. Для упрощения анализа расположение лопастей в роторе
примем радиальное и результаты анализа, выполненного для отдельно
взятой частицы, распространим на всю снежную массу.
Для сообщения снежной частице скорости, приобретаемой ею
к моменту подхода к наружному краю лопасти, необходимо затратить
энергию на захват частицы лопастью и ее перемещение по лопасти.
178

Энергия, затрачиваемая на захват снежной частицы с массой т
лопастью, складывается из энергии удара Еъ и энергии Е2 на
сообщение частице окружной скорости vo> соответствующей той точке
лопасти, с которой столкнулась частица.
Первая составляющая определяется из выражения
1 — kl I4ID
(I74>
где ke — коэффициент восстановления; 1Ч — момент инерции
частицы снега относительно оси вращения ротора; 1р — момент
инерции ротора; со0 — угловая скорость частицы в момент столкновения
с лопастью.
Полагая удар абсолютно неупругим (ke = 0), момент инерции
частицы по сравнению с моментом инерции ротора незначительным
и начальную угловую скорость частицы со0 = 0, получаем
9
mvi
о
(175)
Абсолютная скорость частицы к моменту начала ее движения па
лопасти равна окружной скорости vQ. Следовательно,
E2=^-v20. (176)
Для перемещения частицы на край лопасти необходимо затратить
энергию на сообщение ей соответствующей живой силы и преодоление
сопротивления трения по лопасти. Из формулы (156) известно, что
к концу движения по лопасти частица обладает абсолютной скоростью
V =
С учетом того, что к началу движения по лопасти скорость
частицы была равна у0, энергия, затраченная на сообщение ей допол_
нительной живой силы на участке движения по лопасти, составит
Энергию, затрачиваемую на преодоление сопротивления трения
частицы о лопасть, определим как сумму элементарных работ
трения на участке от Ro до R:
R
£4== [ Fds. (178)
Если не учитывать веса частицы, то согласно (134),
F = fxK = 2f1m(ovr. (179)
Элементарный путь, пройденный частицей по лопасти, равен
ds = vrdt = vr^-. (180)
12* 179»

После подстановки значений F и ds из выражений (179) и (180)
в выражение (178) и замены vr ее значением из формулы (150),
находим
%
ff J <**?d% (181)
, = 2mfx (kffk2)2 J (<** -
о
После соответствующей перегруппировки слагаемых интеграл
может быть представлен в следующем виде:
Следовательно,
_ (e*!^ _ /Л)* _ (^ _ fe)*]. (182)
Используя выражения (153) и (154), получаем
£4=-|-(^-^-и§). (183)
Суммируя значения El9 Е2, Е5 и £4> получим величину всех
энергетических затрат на сообщение частице скорости, которую она
получает при достижении края лопасти
Е = тх%. (184)
Таким образом, работа, затрачиваемая на захват материальной
частицы лопастью и сообщение ей кинетической энергии,
определяется только массой частицы и ее конечной переносной скоростью
(окружной скоростью ротора). Величина этой энергии
равна удвоенному значению кинетической
энергии, которую приобрела бы неподвижная частица при
сообщении ей скорости, равной окружной скорости ротора.
Распространив полученные значения для одной материальной
частицы на всю массу снега, перерабатываемую ротором, получим
суммарную мощность, необходимую для сообщения ей скорости,
которую она получает по достижении края лопастей
" Qv"e д с (185)
У%~ 75-3,б£ -
где Q — производительность снегоочистителя в т/ч; ve —
окружная скорость ротора в м1сек.
180

Энергетические затраты на преодоление сопротивления трения
снега о кожух ротора определяются из условия, что, как показали
экспериментальные исследования, снежная масса в роторе
располагается на лопасти примерно в виде треугольника с вершиной,
направленной к центру ротора. Принимая длину лопасти равной 1лоп =
— 0,6/?, получим расстояние центра тяжести снежной массы в роторе
до его оси равным 0,8/?. Следовательно, сила трения снега в роторе
о кожух равна
Ртр = 0,8MR<**fu
где М — масса снега, содержащаяся в роторе.
Работа этой силы трения за один оборот ротора равна
Wmp = 0,8Af/?«<o«/i (2я - 4>я),
где длина участка, на котором происходит перемещение снега на
каждый оборот, равна
I = R (2я —фя).
При равномерном поступлении снега в ротор
<186>
где Q — производительность ротора в т1ч\ g — ускорение силы
тяжести в м/сек2; пр — число оборотов ротора в минуту; со — угловая
скорость ротора в рад!сек.
Время одного оборота ротора t = —5-. Следовательно, мощность
(в л. с), потребная для преодоления сопротивления трения снега
о кожух, равна
Щ^е{2п-^к). (187)
Мощность, необходимая для подъема снега, равна
.c, (188)
где Н — высота расположения выбросного патрубка ротора над
уровнем дорожного покрытия в м\ h — высота разрабатываемого
снежного слоя в м.
Полная мощность (в л. с.) на привод ротора равна
~ 270r]p
где т)р — к. п. д. трансмиссии привода ротора.
181

Полученная прямая зависимость мощности от весовой
производительности в известной мере подтверждается многочисленными
экспериментальными данными: некоторое отступление от прямой
зависимости (с увеличением производительности ротора его
удельная энергоемкость несколько уменьшается) можно практически не
учитывать. С учетом того, что мощность, затрачиваемая на подъем
снега, незначительна по сравнению с другими составляющими,
мощность на привод ротора, согласно (189), должна находиться в
квадратичной зависимости от окружной скорости ротора.
Экспериментальными исследованиями, однако, такая зависимость не подтверждается;
анализ материалов этих исследований указывает на почти
закономерную тенденцию снижения удельной энергоемкости ротора с
увеличением окружной скорости.
Несоответствие фактических энергетических затрат затратам,
полученным в результате теоретического анализа, следует объяснить
принятыми при выводе аналитических зависимостей допущениями,,
влияние которых оценить достоверно не представляется возможным.
К таким допущениям относятся:
1) исключение из рассмотрения сил взаимодействия между
отдельными частицами и распространение выводов, сделанных для
одной материальной частицы, на всю снежную массу;
2) предположение, что коэффициент трения частицы о лопасть —
величина постоянная, между тем как для частиц, соприкасающихся
непосредственно с лопастью, это коэффициент внешнего трения, для
других — коэффициент внутреннего трения;
3) допущение, что переносная скорость частиц на выходе, из
ротора равна окружной скорости ротора; в действительности эта
скорость, особенно для крупных частиц, может значительно
отличаться от окружной скорости ротора;
4) предположение, что энергозатраты на удар снежной массы
о кожух ротора невелики и их можно не учитывать;
5) допущение, что снег поступает в ротор равномерно;
6) исключение из рассмотрения энергетических затрат на
преодоление сил сопротивления воздуха в роторе;
7) исключение из рассмотрения затрат, связанных с имеющим
место уплотнением снега в роторе.
Не учтено также влияние на энергоемкость ротора изменение
физико-механических свойств снега в процессе прохождения через
ротор.
В итоге аппроксимации данных обработки результатов более
400 опытов, проведенных с роторами разных конструкций и размеров,
нами получена следующая эмпирическая формула для определения
мощности (в л. с), затрачиваемой на привод ротора:
^ (190)
yvo~ (10,5+ ig л,
где Q — выражено в т/ч и ve — в м/сек.
182

Эта формула апробирована на вновь созданных снегоочистителях
дорожного и аэродромного исполнения и может быть рекомендована
для практического пользования.
Энергоемкость питателя. Мощность Nn, затрачиваемая на работу
фрезерного или шнекового питателя, складывается из мощности Л^
затрачиваемой на резание снега, N2 —на сообщение снегу
скорости, Ыг — на перемещение снега к ротору (роторам) и JV4 — на
перемешивание,
перемалывание и уплотнение снега.
При вырезании из
массива однозаходным шнеком
или 2-заходной фрезой
снежной стружки
элементарной ширины усилие
резания на кромке лезвия,
определяемое углом8
положения лезвия в забое
(рис. 106). равно
сГ, (191)
где kDe3 — коэффициент __
сопротивления резанию Рис' 106* Схема пр\цеелсеса Резания снега пта'
в кГ/см2; bQ—толщина
снимаемой стружки в см; В — ширина стружки в см.
Так как питатель, как правило, работает на малых стружках,
то коэффициент сопротивления резанию следует принять, согласно
формуле (11), в следующей зависимости от толщины стружки [26]:
k —
крез —
(192)
где А —постоянная, определяемая из выражений (12) и (13).
Согласно [25], переменное значение толщины стружки
определяется выражением
bQ^ b sine, (193)
где b =
60nnz
подача за один оборот на лопасть или ленту
питателя в см; пп — число оборотов питателя в минуту.
Элементарная работа силы резания на участке, соответствующем
повороту фрезы или шнека на угол d0, равна
dT = zdPQdt, (194)
где dl — элементарный путь, пройденный кромкой лезвия.
Значение dl определяется из условия, что проекции скорости
кромки лезвия на горизонтальную и вертикальную оси координат,
183

с учетом того, что питатель работает «на себя» — сверху вниз, равны
соответственно
X = Vn COS 0 — Vx\ у — Vn%\n 0.
Следовательно,
При постоянной угловой скорости питателя радиуса Rn
Поступательная скорость снегоочистителя vx обычно мала по
сравнению с окружной скоростью питателя vn, и для практических
расчетов можно принять
dl ** RndQ.
Тогда работа силы резания за один оборот по всей длине В фрезы
или шнека (на всю ширину снимаемой стружки) будет равна
об0#
Т = ABRnz(^j^y§* J sin°.60d0. (195)
о
Значение интеграла с достаточной точностью можно представить
в следующем виде:
во
sin°.60 dQ & О,80о — 0,1 sin 20o,
где
0e = arccos ( 1 — •— j, Нп — высота забоя.
Весовая производительность фрезерного питателя и каждого
шнека шнекового питателя (в m/ч) равны соответственно
Q = 0,01ЯфрВ1у>;
q = 0filHmHBvxp,
где Нфр и Ншн — высота забоя,„ разрабатываемого соответственно
фрезой и шнеком в м.
После соответствующих подстановок, получаем мощность (в л. с),
затрачиваемую фрезерным питателем на резание
Значение дроби, содержащей 0О, растет с уменьшением высоты
разрабатываемого забоя, достигая семи и более при 0О < 10°.
184

Но роторные снегоочистители не работают в невысоких забоях (на
очистке снежного покрова небольшой высоты рационально
использовать снегоочистители плужного типа), и угол 0О составляет обычно
более 45°. Поэтому величина этой дроби практически находится в
диапазоне 1,2—1,8. Принимая ее среднее значение равным 1,5, получим
N ^0,05^(-^У'4л. с. (198)
Соответственно для одного однозаходного шнека шнекового
питателя мощность, затрачиваемую на резание, получим, если заменим Q
на q и ПфР на пшн и примем z = 1. Тогда
)Мл-. (199)
Из сопоставления выражений (198) и (199) приходим к выводу,
что для выполнения одного и того же объема работ (когда Q = q)
в одинаковых условиях (на снеге с одинаковыми
физико-механическими свойствами при одной и той же температуре и скорости
передвижения снегоочистителя), отношение значений мощности,
затрачиваемой на резание для фрезерного и шнекового питателя,
составляет
/» пфр\0А (200)
\ пшн) '
Так как диаметр фрезы снегоочистителя с фрезерным питателем
больше диаметра шнека, рассчитанного на выполнение тех же работ,
шнеко-роторного снегоочистителя обычно в 2—2,5 раза, а фреза
выполняется трех-четырехзаходной, то отношение (200) всегда больше
единицы и в отдельных случаях может даже достигать 1,5.
Из изложенного вытекает, что без особых надобностей
(например, когда работа ведется на снегу не очень большой плотности и
твердости) применять фрезерный питатель не следует, тем более, что
шнековый питатель позволяет создать более компактную конструкцию
рабочего органа.
Энергетические затраты на сообщение снежной массе живой силы
представим в виде суммы составляющих затрат на захват снега
лопастью шнека или лентой фрезы, сообщение снежной массе скорости,
с которой она покидает питатель, и преодоление сопротивления
трения ее о лопасть шнека или ленту фрезы.
Этот анализ, как и при определении энергозатрат на привод
ротора, проведем для отдельно взятой снежной частицы и его
результаты распространим на всю массу снега. В целях упрощения анализа
будем рассматривать движение частицы по поверхности лопасти шнека
или ленты фрезы, как по плоскости.
Энергия, затрачиваемая на захват снежной частицы,
складывается из энергии 9lt затрачиваемой на удар, и энергии Э2 — на
сообщение ей скорости, равной скорости лопасти шнека или ленты фрезы
в точке встречи с частицей на расстоянии Ro от оси вращения
2118 185

Питателя. Руководствуясь той же методикой, что и при определении
значений Ех и Е2 для ротора, находим:
ai = -f-Q2n/?02; (201)
Э2 = -у 0*Яо, (202)
где га— масса частицы; Qn — угловая скорость питателя.
Энергию 53, затрачиваемую на сообщение частице скорости,
с которой она выходит из питателя, и на трение ее о лопасть шнека
или ленту фрезы, определим из условия, что эти суммарные затраты
равноценны затратам на сообщение частице такой конечной скорости,
которую частица получила бы при отсутствии сил трения о лопасть
или ленту.
Конечная — абсолютная — скорость частицы vn на выходе из
питателя представляет собой геометрическую сумму переносной
скорости, направленной перпендикулярно к радиусу питателя и по
величине равной окружной скорости ve = QnRni и конечной
относительной скорости, направленной вдоль лопасти или ленты.
Значение конечной относительной скорости vK для частицы,
движущейся в радиальном направлении при отсутствии сил трения, без
учета несущественного влияния ее собственного веса получим решая
совместно систему уравнений (153) и (154), полученных для
аналогичной задачи рассмотренной для ротора, после замены R = Rn>
kx = 1, k2 = —1 и со = Qn; тогда
Следовательно,
" fn — Rl (203)
Учитывая, что к моменту начала движения частицы по лопасти
она находилась в расстоянии Ro от оси питателя, получаем
Эз = f (vl + vl) - f QlRl = m (vl -v\). (204)
Следовательно, суммарное значение энергетических затрат
составляет
Э = Эх + Э2 + 33 = то]. (205)
Таким образом, работа, затрачиваемая питателем на захват
частицы и сообщение ей окружной скорости лопасти шнека или ленты
фрезы, определяется, как и в роторе, только массой частицы и ее
переносной скоростью. Эта работа равна удвоенному
значению живой силы, которую приобрела бы неподвижная
186

частица при сообщении ей скорости, равной окружной скорости
питателя .
Не все снежные частицы покидают лопасть шнека или ленту
фрезы по достижении края, часть снежной массы покидает питатель
до приобретения ею окружной скорости питателя. Учтя сказанное
и распространив полученные значения энергозатрат на всю массу
снега, перерабатываемую питателем, получим суммарную мощность
(в л. с) на сообщение снегу кинетической энергии фрезерным
питателем и шнеком шнекового питателя, соответственно равную:
27Og
(207)
где kc <С 1 — коэффициент, учитывающий, что часть снежной массы
покидает ленту фрезы и лопасть шнека раньше, чем она достигнет
ее края; уфр и vmH — окружные скорости фрезы и шнека в м/сек.
Когда снег в забое расположен равномерно, длина пути его
транспортирования к ротору^ независимо от количества роторов в
снегоочистителе может быть принята равной 0,5В. Отнесенная к одной
секунде работа (в кГ- м/сек) на перемещение снега вдоль оси питателя
длиною В м составляет в этом случае для фрезы
для шнека
Л« = щ^ (209)
Скорость перемещения снежной массы в питателе равна
v _ nntn
где /rt — шаг винтовой линии питателя в ж; 1фЛ — коэффициент,
характеризующий проскальзывание снега.
Следовательно, сопротивление движению снега вдоль оси
питателя Wc/vCH равно для фрезы
р = QBf2
для шнека
р
гшн — "~
Это усилие приложено в центре сечения слоя снега,
расположенном на окружности диаметром dx с центром на оси вращения фрезы
187

или шнека: Следовательно, момент этого, усилия относительно оси
питателя равен для фрезы
для шнека
где ах — угол подъема винтовой линии, проходящей через центр
тяжести слоя снега;
Таким образом, мощность (в л. с) на валу питателя,
затрачиваемая на перемещение снега, составляет:
для фрезы
N __ мфр®фр QBf2 tgK + tpi) (210)
3Фр 75 ЪЩ tg '
для шнека
М МШН$ШН _ qBf2 tg (CLj +
iV3
/91 П
iV3m«= 75 ЬЩШН tgaj. * K }
Мощность N4 , затрачиваемая на перемешивание и
перемалывание снега, зависит от ряда факторов, которые невозможно точно
учесть и оценить, и определить ее значение теоретически не
представляется возможным. Подобно принятой отдельными исследователями
методике расчета этой составляющей мощности в скоростных
крутонаклонных шнеках, работающих на грунтах, оценим ее
соответствующим коэффициентом knep от суммарной мощности, затрачиваемой на
сообщение снегу кинетической энергии и перемещение снега; тогда
N4n = knep(N2n + N3n), (212)
где knep — коэффициент, определяемый опытным путем.
Таким образом, полная мощность, расходуемая на работу
фрезерного питателя, равна
где ч\фрлП — к. п. д. механизма привода питателя.
Мощность на валу шнека шнекового питателя равна
NMH = N1[uh + (1 + knep) (NiMH + N^). (214)
Все шнеки двух- и трехшнекового питателя выполняют обычно
одного размера, и их кинематические параметры принимают
одинаковыми. Если работа шнеков протекает в одинаковых условиях —
на снеге одинаковой плотности и в одинаковом забое — удельная
работа, т. е- мощность отнесенная к единице производительности,
186

у всех шнеков одна и та же, и, следовательно, удельная работа всего
шнекового питателя равна
W&.n^-Pf-. (215)
Мощность же, затрачиваемая на работу шнекового питателя,
когда производительность снегоочистителя равна Q, составляет
таким образом
N-»= ^Ь w— = ^ГпТ К + 0 + h»>) (Ъшн + %J]'
(216)
где цшн п — к. п. д. механизма привода шнеков.
В выражениях (198), (199), (206), (207), (210) и (211) для
отдельных составляющих мощности Q и q выражены в т/ч, пфр и пшн —
в об!'мин, vx — в м/ч, юфр и vulH — в м/сеКу В — в ж, р — в г/см3
и g — в м/сек2. Значение А определяется из формул (12) и (13).
Для предварительных расчетов мощности (в л.с.), потребляемой
фрезерным питателем, можно по результатам экспериментальных
исследований рабочих органов фрезерно-роторных снегоочистителей,
проведенных ВНИИземмашем, рекомендовать удобную для
практического пользования эмпирическую формулу
где Q — производительность снегоочистителя в т/ч; £^р —
окружная скорость питателя в м/сек.^
Что касается шнекового питателя, то пользование формулой
(217), в которой заменены соответственно юфр на vUiH и цфРг п на
цШНтП, дает несколько завышенные, но практически приемлемые
результаты, и ее можно также рекомендовать для предварительных
расчетов. При пользовании формулой (216) можно руководствоваться
полученными опытным путем при исследовании шнеко-роторных
рабочих органов значениями kc и knep: 0,7 < kc <0,9; knep ^ 0,2.
Мощность, расходуемая на передвижение снегоочистителя.
Вся мощность на передвижение снегоочистителя складывается из
мощности, затрачиваемой на передвижение машины вместе со
снегоочистительным оборудованием, и мощности на преодоление сил
лобового сопротивления при разработке снежного забоя.
При движении снегоочистителя по местности, имеющей подъем
или уклон i, сопротивление перемещению машины (в кГ) равно
Tnep=GM(fo±i), (218)
где GM— полный вес снегоочистителя в /сГ<; /0—коэффициент
сопротивления передвижению машины.
Лобовое сопротивление машины при разработке фрезерным или
шнековым питателем снежного забоя определяется горизонтальной
составляющей сил реакции снежного массива на режущие элементы
питателя и зачистной нож? следующий за питателем. В процессе
189

снятия z-заходным питателем элементарной стружки толщиной bQ
и шириной dB к режущей кромке, кроме касательной силы dPQ,
приложена и нормальная сила dPQN (рис. 106). Значение последней
зависит от толщины стружки, особенностей режущего элемента и
условий резания, и для землеройных рабочих органов находится
в диапазоне (0,2-^0,45) dPQ. Принимая здесь dPQN = 0,4dPe и
проектируя силы dPQ и dPQN на горизонтальную ось, получим
элементарную горизонтальную составляющую равную
dPljt с = dPe (cos 9 ± 0,4 sin 6),
где знак указывает на направление нормальной силы dPQN.
Подставив вместо dPQ его значение из (191) и kpe3 — из (192),
получим горизонтальную составляющую
Наибольшее значение выражения, заключенного в квадратных
скобках, не превышает 1,1. Таким образом, максимальное значение
Pi (в кГ) равно
1л-с г
Р?ах ^ 150 Ав(^-
где В выражено в м, vx в м/ч, пп — в об/мин.
При зачистке снежного забоя высотой h м, реакция усилия
резания (в кГ), приложенная к зачистному ножу, составляет
P2Ac = kpe3Bh, (220)
где kpe3 — коэффициент сопротивления резанию (в кГ/м2) для
нижнего слоя забоя, в котором снег, как правило, обладает более
высокими физико-механическими свойствами.
Мощность (в л. с.)f затрачиваемая на передвижение фрезерно-
роторного снегоочистителя, равна
АтФР vx (Т \ DITlax I D \
< = 270-10%^ (^ + РГс + \,)>
где цпер — к. п. д. механизма передвижения машины.
Мощность (в л. с), затрачиваемая на передвижение шнеко-ротор-
ного снегоочистителя, равна
« = 270-10%^ (^ + т-Рс + P>J>
где тшн — количество шнеков, одновременно находящихся в забое.
Обычно удельный вес мощности, затрачиваемый на преодоление
сил лобового сопротивления, в общем балансе мощности,
затрачиваемой на передвижение машины, Аевелик и без особого ущерба для
практических расчетов эта составляющая может не учитываться.
190

20. Дальность отбрасывания снега
Дальность отбрасывания снежной массы для роторного
снегоочистителя является особо важным параметром, определяющим его
техническую и эксплуатационную характеристику. Необходимая
дальность отбрасывания снега устанавливается в зависимости от
назначения снегоочистителя и условий его эксплуатации и вместе
с производительностью является основным критерием, определяющим
энергоемкость машины.
Для нормальных условий работы роторных снегоочистителей,
предназначенных для очистки от снега автомобильных дорог,
дальность отбрасывания ограничивается обычно 15—17 ж, и лишь в
особых случаях, когда по условиям рельефа местности (например, когда
дорога проходит в выемке) необходимо обеспечить большую высоту
снежной струи, устанавливают дальность до 25 м. Для условий, когда
отброс снега на увеличенную дальность необходим, но не носит
систематического характера, целесообразно назначать не одну, а
две окружные скорости ротора с тем, чтобы при работе на меньшей
дальности обеспечивалась более высокая производительность.
Для аэродромных роторных снегоочистителей дальность
отбрасывания редко ограничивается, и в целях сокращения количества
перекидок снега и обеспечения возможности срочной расчистки
площадей аэродромов назначают дальность возможно большую. В
зависимости от эксплуатационных условий дальность отбрасывания
снежной массы у этих снегоочистителей достигает 50 м и более.
Обычные представления о небольшом снижении дальности полета
частиц в воздушной среде по сравнению с полетом в безвоздушном
пространстве, как это имеет место для материалов, обладающих
сравнительно большой плотностью (например, грунта, угля и т. п.),
не подходят для снега. На полет снежных частиц сопротивление
воздуха оказывает очень большое воздействие, значительно снижая
дальность их отбрасывания, и с увеличением начальной скорости
полета дальность отбрасывания растет все медленней, а по
достижении некоторой критической начальной скорости сопротивление во!з-
духа становится столь большим, что дальность возрастает
незначительно, и дальнейшее увеличение начальной скорости становится
практически бесполезным.
Теоретический анализ движения снежной струи в воздушной среде
очень сложен главным образом потому, что величина и направление
абсолютной скорости снежных частиц на выходе из выбросного
патрубка ротора различны. В связи с этим полет даже одинаковых по
размерам, форме и физико-механическим свойствам частиц
происходит нередко по пересекающимся траекториям, что приводит к их
столкновению и не поддающимся учету частичной или полной потере
скорости и изменению направления движения в пространстве. Даже
при сравнительно хорошей кучности снежной струи на выходе из
направляющего патрубка ротора дальность полета частиц
различна.
191

Как и у плужных снегоочистителей, у снегоочистителей роторных
под дальностью отбрасывания снега понимают расстояние от
продольной оси машины до центра тяжести слоя снега, выброшенного
снегоочистителем на сторону при безветрии.
Из многих существующих рекомендаций по расчету дальности
отбрасывания снега роторным снегоочистителем следует выделить
рекомендации К- Сгосе [32], Г. Л- Карабана [9] и А. Л. Сухорукова.
Д-р К- Сгосе предлагает для определения максимальной фактической
дальности Ьф (в м) эмпирическую формулу, состоящую из разности
двух членов: уменьшаемого Lo = теоретической дальности
полета тяжелой частицы, выброшенной в безвоздушном пространстве
под оптимальным углом 45° к горизонту с начальной скоростью
v при условии, что начальная и конечная точки траектории полета
находятся на одном уровне, и вычитаемого, пропорционального Vs.
Формула имеет следующий вид:
Ьф = — — 0,00239а3, (223)
где v — окружная скорость ротора в м1сек\ g — ускорение силы
тяжести в м/сек2.
Д-р техн. наук Г. Л- Карабан, руководствуясь результатами
исследований роторных снегоочистителей в городских условиях,
рекомендует для практических целей определять значение дальности
отбрасывания снега (в м) по эмпирической формуле
ЬФ « v, (224)
где v — окружная скорость ротора в м/сек.
Формулами (223) и (224) не учитываются физико-механические
свойства снега и кучность снежной струи, и в условиях, когда эти
факторы меняются в широких пределах, рекомендуемые расчетные
формулы дают большие отклонения от истинных значений.
Влияние физико-механических свойств снега, а также кучности
струи, определяемой в основном производительностью ротора
(с увеличением количества перерабатываемой ротором снежной массы
в единицу времени кучность снежной струи увеличивается), учтено
А. Л. Сухоруковым, предложившим следующую эмпирическую
формулу для расчета дальности (в м):
L4, = $VQ&, (225)
где Q — весовая производительность снегоочистителя в т/ч; v —
окружная скорость ротора в м/сек; [3 — постоянный коэффициент.
Формула рекомендована для узкого диапазона работы
снегоочистителя (при v ^ 20 м/сек).
Исследования, проведенные во ВНИИземмаше на
экспериментальном оборудовании с различными рабочими органами и на
серийных роторных снегоочистителях, показали, что на дальность
отбрасывания снега оказывают влияние следующие факторы.
192

Угол наклона выбросного патрубка. Экспериментальными
исследованиями на роторной установке со снегом различной плотности
установлено, что наибольшая дальность отбрасывания плотного
снега (р ^ 0,45 г/см3) достигается при наклоне выбросного патрубка
к горизонту под углом 45°; для снега средней плотности (р <5
«<0,4 г/см3) — при угле наклона патрубка к горизонту в пределах
от 40 до 43°.
Расположение лопастей в роторе. Согласно тем же исследованиям,
оптимальное расположение лопастей, при котором обеспечивается
наибольшая дальность отбрасывания снега,—радиальное или наклонное
к радиусу ротора под углом, не выходящим за пределы ±10°. С
увеличением этого угла дальность начинает заметно уменьшаться.
Положение выбросного патрубка. Исследования ВНИИземмаща
на экспериментальном самоходном стенде, а также исследования на
стационарной роторной установке, проведенные в АКХ им. К- Д-
Памфилова, показали, что на дальность отбрасывания оказывает
заметное влияние положение (нижнее или верхнее) патрубка. Установлено,
что при верхнем расположении патрубка (верхнем выбросе), снежная
масса, находясь в роторе более продолжительное время, чем при
нижнем расположении патрубка (нижнем выбросе), лучше уплотняется
и быстрее достигает наружного края лопасти, в связи с чем она по- х
кидает ротор более компактной струей. Так как в этом случае
сопротивление воздуха преодолевается лучше, то при верхнем выбросе
достигается большая дальность отбрасывания снега. Положительное
влияние верхнего выброса на дальность сказывается отчасти также
благодаря более высокому расположению начальной точки
траектории полета снежных частиц.
Окружная скорость ротора. Исследованиями роторов серийных
снегоочистителей и на экспериментальных стендах, проведенными
ВНИИземмашем в широком диапазоне окружных скоростей,
установлено, что с увеличением окружной скорости ротора дальность
отбрасывания возрастает. Эта дальность, как отмечалось, не растет
беспредельно с увеличением окружной скорости ротора, и для
конкретных условий, определяемых многими факторами, и в том числе
конструктивными особенностями рабочего органа, наибольшее ее
значение довольно четко ограничивается некоторой критической
скоростью. Увеличение окружной скорости ротора сверх критической
не дает практически заметного роста дальности отбрасывания
снежной струи.
Плотность снега. Наблюдения в процессе экспериментальных
исследований роторов и анализ характера изменения дальности
полета снежных частиц в зависимости от их плотности показали, что
тяжелые частицы отбрасываются метателем на более далекое
расстояние. Это объясняется тем, что пропорциональное миделевому
сечению сопротивление воздуха для более плотных частиц меньше, чем
для частиц меньшей плотности.
Коэффициент заполнения ротора. Экспериментально установлено,
что с увеличением в допустимых для данного рабочего органа
13 Д. А. Шалман 193

пределах коэффициента k3an дальность отбрасывания снега растет;
с уменьшением этого коэффициента —дальность уменьшается.
Выполненные ВНИИземмашем исследования роторов диаметром от
0,6 до 1,6 ж в работе на окружных скоростях до 27 м/сек со снегом
плотностью от 0,2 доО,5г/сж3 позволяют рекомендовать следующую
эмпирическую формулу для определения фактической дальности
отбрасывания ротором снежной массы (в ж), когда выбросной патрубок
расположен под углом 45° к горизонту:
где ve — окружная скорость ротора в м/сек\ р — плотность снега
в г/см3.
Очевидно, что эта формула применима только в пределах до
критической скорости v*p, определяемой условием -^— = 0.
Приравняв первую производную выражения (226) нулю, получим
(227)
торое
(228)
Таким образом, формула (226) для определения дальности может
быть представлена и в следующем виде:
Следовательно, максимальное значение дальности (в м), которое
может быть достигнуто, определяется выражением
Из выражения (159) получаем
b — Q
L = 0,085^ (1 — 0,058уе y^M^j Mu (229)
Величины Dp, Bp и тр для данного снегоочистителя постоянные,
и, следовательно, дальность отбрасывания снега практически
зависит от окружной скорости ротора ve и весовой производительности Q.
Изложенные рекомендации по определению дальности
отбрасывания роторным снегоочистителем не учитывают. возможности
искусственного увеличения дальности с помощью специальных средств,
формирующих снежную струю на выходе из патрубка и позволяющих
ей успешнее преодолевать сопротивление воздуха. К таким средствам
относится поддув сжатым воздухом, предложенный группой
советских специалистов и впервые предусмотренный в опытном образце
аэродромного снегоочистителя Д-558.
По данным исследований, устройства для поддува1, увеличение
дальности отброса снега зависиъот скорости воздушного потока vnod
1 Исследования проводились под руководством одного из авторов изобретения
канд. техн. наук А. И. Кузнецова.
194

на выходе из насадка и плотности снега. На основе результатов
обработки материалов этих исследований рекомендована
эмпирическая формула для определения величины приращения дальности
отброса снега (в м)
AL~™^L, (230)
где vnod выражено в м/сек и р — в г/см3.
Очень велико влияние ветра на дальность отбрасывания снега.
Поэтому работу снегоочистителя рекомендуется вести таким
образом, чтобы ветер для снежной струи был попутным, а не встречным.
Опыт показывает, что при встречном для снежной струи ветре
скоростью более 5 м/сек работать роторным снегоочистителем практически
невозможно, так как в этом случае резко уменьшается дальность
отбрасывания снега и значительная его часть заносится на
снегоочиститель, забрасываются снегом стекла кабины и водитель
лишается возможности управлять машиной. На основе исследований
А. С. Ткаченко [27] дальность отбрасывания снега Ьв при встречном
или попутном для снежной струи ветре может быть ориентировочно
определена по эмпирической формуле
L. = L(1 ±0,1*,), (231)
где ve — скорость ветра в м/сек. Второе слагаемое, заключенное
в скобках, принимается со знаком плюс при попутном, со знаком
минус — при встречном ветре.
21. Производительность
В роторных снегоочистителях также различают теоретическую
(конструктивную), техническую и эксплуатационную
производительность — объемную, выраженную в м3/ч, и весовую — в т/ч.
Теоретическую производительность определяют по формулам (112)
и (113) при непрерывной работе машины и использовании
двигателей привода рабочих органов на номинальную мощность,
техническую производительность определяют по формулам (114) и (115).
Эксплуатационная часовая, сменная и годовая производительность
вычисляется по формулам (116) — (121) с учетом фактического
использования машины во времени, определяемого организационными
причинами и неполадками, конструктивными особенностями машины
и квалификацией обслуживающего персонала.
Кроме указанных, различают также, как и в плужных
снегоочистителях, эффективную производительность, которая
определяется как произведение эксплуатационной объемной или весовой
производительности на дальность отброса снега:
Пэф = ПзкЬ; (232)
Q*<p = Q*KL- (233)
13* 195

Пример расчёта Основных параметров роторного снегоочистителя.
Исходные данные для расчета: снегоочиститель должен иметь дорожное и
аэродромное исполнение; дальность отбрасывания снега для дорожного исполнения
18 м, аэродромного — не менее 25 м; производительность снегоочистителя в аэрсг-
дромном исполнении — не менее 1400 т/ч; нормальные условия работы
снегоочистителя — в снеге плотностью до 0,3 г/см3; рабочий орган должен обеспечить
разработку слежавшегося снега плотностью до 0,5 г/см3; высота разрабатываемого слоя
снега до 1,3 м; транспортная скорость снегоочистителя — 50 кч/ч.
Принимаем двухмоторную схему с раздельными двигателями на привод
механизма передвижения и рабочий орган. Грубо ориентировочное значение необходимой
мощности двигателя для привода рабочего органа, согласно (173), составляет
QL _ 1400-25 _
Л~1оо~ шо ~35и л-с-
(
Выбираем четырехтактный 12-цилиндровый двигатель 1Д-12Б с номинальной
мощностью 400 л. с. при 1600 -об/'мин (без учета вентилятора, воздухоочистителей и
противодавления на выхлопе). В качестве базовой машины выбираем автомобиль
повышенной проходимости Урал-375, обеспечивающий заданную транспортную
скорость. Рабочий орган выбираем шнеко-роторный с двумя роторами и двухшнековым
питателем.
Приняв коэффициент заполнения k3an =0,3 для нормальных условий работы
снегоочистителя в аэродромном исполнении (при плотности снега р = 0,3 г/см3)у
получаем согласно (226)
25 = 0,085 Л !_
1
4^
ч /0,3-0,3
Решая кубическое уравнение относительно ve, находим ие=23,1 м/сек.
Приняв окружную скорость шнекового питателя ушн = 10 м/сек, к. п. д.
привода ротора и питателя соответственно цр = 0,9 и цшн = 0,85, определяем значение
весовой производительности из формул (190) и (217)
N400 нпо
0,0125^ o,OO55t> °'221 + °'065
(iu,o —(— Vg) Tjp "Цшн
Задавшись отношением глубины ротора к его диаметру кв = 0,375, по
формуле (160) определяем диаметр ротора
П - ' V 140° -юм
р~ 30 V 23,Ь0,3-0,375-0,3.2
Глубина ротора Вр = k^Pp = 0,375 м.
Для обеспечения необходимой окружной скорости угловая скорость ротора
для аэродромного варианта должна быть равна
Ше 60-23,1 ЛАП -.
" — — - = 440 об/мин.
р nDp я-1,0
Чтобы обеспечить разработку снежного слоя высотой 1,3 ж, можно принять
диаметр шнеков йшн = 0,55 м в расчете на частичное обрушение снега под действием
собственного веса. Шнеки принимаем однозаходными с шагом tmH = йшн = 0,55 ж.
Тогда угловая скорость шнеков для аэродромного исполнения
196

Чтобы этот снегоочиститель удовлетворял параметрам дорожного исполнения
по дальности отброса снега, окружная скорость ротора должна соответствовать
значению, определяемому из следующего выражения
/0,3-0,3
Решая это уравнение, получаем ve ^ 18 м/сек. (В действительности вследствие
большей производительности ротора в дорожном варианте и соответственно
увеличенного коэффициента заполнения ротора дальность отброса снега при окружной
скорости ротора ve = 18 м/сек будет больше 18 м.) Угловая скорость ротора
в дорожном варианте
60-18 ол
Таким образом, для привода ротора должна быть предусмотрена двухскоростная
коробка с одной передачей для аэродромного варианта и с другой (с большим
передаточным отношением) для дорожного. Не следует, как уже отмечалось, оставлять без
соответствующей проверки такое же соотношение передаточных чисел для питателя,
так как вследствие увеличения производительности снегоочистителя в дорожном
исполнении уменьшение окружной скорости питателя может привести к
недопустимому уменьшению его пропускной способности. Так как увеличение скорости
питателя в дорожном варианте связано со значительным усложнением кинематической
схемы, можно рекомендовать в таких случаях для питателя предусматривать
независимый привод от двигателя, минуя коробку передач ротора и оставляя окружную
скорость шнеков такой же, как и в аэродромном варианте. Наибольшая
производительность снегоочистителя в дорожном исполнении составит
0,0125.18^ , 0,0055-10
т/ч'
(10,5+18)0,9 ' 0,85
Коэффициент заполнения роторов будет равен (для снега плотностью 0,3 г/см3)
k ^QQ 049
зап 900 • 1,02-18,0-0,375-2-0,3 '
Проверим пропускную способность шнеков. При равномерной загрузке всех
шнеков (двух с правой и двух с левой навивкой) и работе снегоочистителя на
максимальную производительность, согласно условию, определяемому формулой (165),
должно быть
1800 . = 255 об/лия,
•*шн— 15я (0,552 — 0,12) 0,55-0,3.4.0,775 '
где диаметр вала шнека принят равным de = 0,1 м, плотность снега р — 0,3 е/смв
и коэффициент проскальзования согласно формуле (170)
4>ш« = 1 - 1,2 sin2 [arc tg я ^55'+о,1) ] = l ~ U2 sifl2 28° 15' = °'775'
Если передачу к питателю осуществлять от редуктора привода ротора, число
оборотов шнеков в дорожном варианте получится равным
344
пшн — 347 ■ = 271 об/мин > 255 об/мин,
и пропускная способность шнеков окажется достаточной и для дорожного^испол-
нения.
Однако при работе снегоочистителя на невысоком слое, когда в работе участвует
лишь один нижний шнек (по одному с правой и левой навивкой), обеспечение наи-
197

большей производительности возможно без уплотнения снега лишь тогда, когда его
плотность
^вг (у I з
— 0,12) 0,55-2.0,775-271 ~
Очевидно, что работа на таком режиме со снегом плотностью 0,3 г/см3 приведет
к большим энергетическим затратам и резкому снижению производительности.
Полностью избежать повышенных энергетических затрат на питатель при любом
режиме работы снегоочистителя на снеге плотностью 0,3 г/см3 возможно при условии,
когда число оборотов шнека
1800 =510 об/мин.
шн~~~ 15я(0,552 — 0,12) 0,552- 0,3-0,775
Учитывая, что работа снегоочистителя на невысоком снежном слое носит редкий
и даже исключительный характер, можно в целях избежания усложнения
кинематической схемы оставить скорость шнеков неизменной для обоих вариантов. Тогда
обеспечение наибольшей производительности снегоочистителя дорожного исполнения
возможно на снеге плотностью
Р^ 15л (0,552 - 0,12) 0,55.2-0,775-347 = °'44 г/см*'
Для нормальной работы снегоочистителя аэродромного исполнения на снежном
слое наибольшего сечения минимальная рабочая скорость должна быть
= 1280 ^/Ч'
2,8■1,3 0,3
где ширина захвата снегоочистителя В — 2,8 м.
Для обеспечения такой скорости необходимо установить ходоуменынитель.
ГЛАВА VIII
Основы технико-экономического анализа
При разработке технического задания на проектирование нового
снегоочистителя должны быть использованы достижения
отечественной и зарубежной техники и опыт эксплуатации машин и оборудования
аналогичного назначения, обеспечены надежность, долговечность
и ремонтоспособность машины, соблюдены правила техники
безопасности, охраны труда и требования производственной санитарии, а
также выполнены требования художественной эстетики; особое
внимание при этом следует уделять вопросам нормализации и унификации
узлов и агрегатов, применению унифицированных базовых машин,
двигателей, коробок перемены передач, редукторов и других изделий.
22. Определение технико-экономической
эффективности от внедрения новой
снегоочистительной техники
Одной из важнейших составных частей технического задания на
проектирование является технико-экономическое обоснование
целесообразности создания и внедрения в производство и эксплуатации
198

новой машины. Расчет эффективности внедрения нового
снегоочистителя в народное хозяйство выполняют по все более уточненным
исходным данным также на стадии проектирования, испытания
опытного образца и серийного производства машины. В настоящее время
он производится по «Методике определения технико-экономической
эффективности внедрения в народное хозяйство новых конструкций
строительных и дорожных машин», разработанной в 1960 г.
ВНИИстройдормашем. В основе этой методики, утвержденной и,
рекомендованной технико-экономическим Советом Госкомитета Совета
Министров СССР по .автоматизации и машиностроению в качестве
временного пособия, принято положение, что количественная оценка
экономической эффективности новой конструкции машины
производится только в том случае, если сравнение ее конструктивных
особенностей и технико-экономических показателей с лучшими
образцами отечественных и зарубежных машин подтверждает ее
прогрессивность. К числу этих особенностей и показателей для снегоочи-
ститетей относятся: соответствие требованиям ГОСТа, обеспечение
заданной производительности и дальности отбрасывания снежной
массы, возможность разработки забоя заданного сечения и снега с
заданными физико-механическими свойствами, обеспечение
необходимой обзорности, нормальных условий работы для обслуживающего
персонала в зимних условиях и техники безопасности.
Количественную оценку экономической эффективности
внедрения новой машины производят путем ее сравнения с эталоном
(машиной или комплектом машин), являющимся лучшей из
изготавливаемых или запроектированных отечественных машин или комплектов
машин, обеспечивающих выполнение тех же функций. При
определении эффективности от замены одного снегоочистителя другим в
конкретных условиях (на заводе, у потребителя), в качестве эталона
принимают заменяемую машину. В тех случаях, когда вновь
создаваемый снегоочиститель заменяет ручной труд, для сопоставления
принимают показатели ручного труда.
Экономическую эффективность определяют с помощью системы
экономических показателей — основных и дополнительных.
Основными показателями являются: капитальные вложения, себестоимость
и трудоемкость продукции, а также срок окупаемости капитальных
вложений, к числу дополнительных относится удельная
металлоемкость, удельная энергоемкость и др.
Показатель размера капиталовложений включает оптово-отпуск-
ную или расчетную цену машины с расходами на ее первоначальную
доставку потребителю и заготовительно-складские и снабженческие
расходы и рассчитывается отдельно по эталонной машине или
эталонному комплекту и новой машине. Оптово-отпускную цену
эталонной машины или эталонного комплекта определяют по
прейскурантным ценам, расчетную цену — из себестоимости изготовления
с учетом плановых накоплений. Оптово-отпускную цену новой машины
на стадии проектирования определяют по укрупненным данным
средней фактической стоимости единицы веса конструкции серийно
199

выпускаемой машины, на стадии изготовления опытного образца —
по калькуляции завода-изготовителя, на стадии серийного
изготовления — по утвержденной оптовой цене.
Расходы по первоначальной доставке, заготовительно-складские
и снабженческие расходы исчисляют в размере 7% (для Крайнего
Севера и других отдаленных районов — 12%) от отпускной цены.
Сопоставление эталонной машины или эталонного комплекта с новой
машиной ведут по удельным капиталовложениям, т. е.
капиталовложениям, отнесенным к годовой эксплуатационной
производительности. В зависимости от назначения снегоочистителя, расчет ведется
по эксплуатационной весовой Q3K или объемной Пэк
производительности (выраженной в т или ж3) либо по эксплуатационной
эффективной производительности Q9(p или Пэф (учитывающей также дальность
отбрасывания снежной массы). Так, для скоростных плужных
снегоочистителей, а также для аэродромных роторных снегоочистителей,
где дальность отбрасывания снега является одним из важнейших
параметров, расчет следует вести по эффективной
производительности, для дорожных же роторных снегоочистителей и плужных
снегоочистителей тихоходного типа — по весовой или объемной
производительности, без учета дальности отброса снега.
Экономию от снижения себетоимости продукции определяют
сравнением себестоимости единицы продукции С по эталонной и
новой машинам. Себестоимость продукции (1 т или 1 ж3 убранного
снега, либо 1 т или 1 м3 снега, отброшенного на расстояние 1 м)
вычисляют как частное от деления стоимости машино-смены Смсм
на сменную прозводительность Псм или QCM.
С = С-^-; (234)
С = -^, (235)
При определении эксплуатационной и эффективной
производительности (сменной или годовой) следует особое внимание обратить на
правильность выбора коэффициента kn, учитывающего возможности
машины при работе на различных режимах. Так, например, в
роторных снегоочистителях с двухмоторным приводом, получение
оптимальной производительности на всех режимах обычно гарантировано
за счет возможности практически бесступенчато регулировать
поступательную скорость машины; в случае же применения одномоторного
привода, не обеспечивающего бесступенчатого регулирования
скорости передвижения снегоочистителя, значение kn тем меньше, чем
больше показатель геометрической прогрессии ряда скоростей
механизма передвижения.
Стоимость машино-смены CMt CM для снегоочистителя состоит из
двух групп затрат — годовых и сменных — и определяется по
формуле
с *
^м <см — ~~т* Г" ^см з» \ZO\jj
1 см
200

где Сам — затраты на амортизацию, исчисляемые на календарный
год эксплуатации машины; Тсм — количество рабочих смен
снегоочистителя в году, принимаемое обычно равным 150; Ссм 3
—эксплуатационные затраты/исчисляемые непосредственно на машино-смену,
включающие зарплату обслуживающего персонала с учетом
премиальных надбавок, стоимость топлива, смазочных и вспомогательных
материалов и всех видов ремонтов, кроме капитального.
Учитываемые при расчете стоимости машино-смены
.единовременные затраты, связанные с доставкой машины на место и созданием
условий для ее нормальной эксплуатации, составляют для
снегоочистителей обычно небольшую величину. Так как
снегоочистительные машины находятся преимущественно в распоряжении одной
организации и не перевозятся с одной площадки на другую,
единовременные затраты можно не учитывать.
Общую экономию от снижения себестоимости рассчитывают на
годовую производительность нового снегоочистителя.
При расчете сменных затрат Ссм 3 количество и разряды рабочих
принимают по ЕНиР и Единому тарифно-квалификационному
справочнику, зарплату определяют согласно табл. 21.
Таблица 21
Разряд
Ставки в руб:
часовые
дневные
Тарифная
I
0,438
2,99
шестиразрядная сетка
и
0,493
3,36
Ш
0,555
3,79
0
4
IV
,625
,26
V
0,702
4,78
VI
0,79
5,38
Количество (в кг) расходуемого в смену горючего W для каждого
двигателя снегоочистителя определяют по формуле
W = NdHtCMkde [Wx0< + (WH0M - WXOA) kdM], (237)
где NdH — номинальная мощность двигателя в л- с.\ tCM —
количество часов работы машины в смену; kde — коэффициент
использования двигателя по времени; WXOA и WH0M — расход топлива в кг
на 1 л. с в час при холостой работе двигателя и на номинальной
мощности; kdM — коэффициент использования двигателя по мощности.
Стоимость одной тонны горючего равна: бензина — 91,7 руб;
дизельного топлива — 75,6 руб. Удельный расход горючего
принимают согласно табл. 22.
Стоимость смазочных и вспомогательных материалов без учета
масла для гидросистем принимается в размере от 18 до 22% от
стоимости топлива для бензиновых двигателей и от 25 до 40% —для
дизелей.
Трудовые затраты и стоимость ремонтов определяются из
количества и трудоемкости всех видов ремонтов (за исключением капи-
201

Таблица 22
Удельный расход горючего на 1 л. с. (в кг/ч) для двигателей
внутреннего сгорания различной номинальной мощности
Вид
топлива
Бензин
Дизельное
топливо
Режим работы
двигателя
Рабочий
Холостой ход
Рабочий
Холостой ход
Номинальная мощность двигателя (в л. с.)
до 15
0,34
0,12
0,23
0,08
от 16
до 40
0,30
0,10
0,22
0,08
от 41
до 80
0,29
0,10
0,21
0,07
от 81
до 150
0,29
0,09
0,20
0,07
> 150
—
0,18
0,06
тального) и техобслуживаний на основе инструкции Госстроя СССР
и Госкомитета по автоматизации и машиностроению СССР по
проведению планово-предупредительного ремонта СН 207—62. Для
роторного снегоочистителя (без базовой машины) затраты труда на 1 ма-
шино-смену составляют ~3,2 чел.-ч, стоимость ремонтов — 2,8 руб.,
в том числе зарплата 1,65 руб; для плужного рабочего органа
ориентировочные затраты труда равны 1,4 чел.-ч, стоимость ремонта
1,3 руб., в том числе зарплата 0,75 руб.
Кроме указанных расходов, при расчете стоимости машино-смены
необходимо учитывать косвенные расходы в размере 25% от
заработной платы и дополнительно 10% от суммы прочих прямых затрат.
Для получения полной стоимости машино-смены необходимо также
учесть накладные расходы в размере 8%.
Народнохозяйственный годовой экономический эффект Э от
внедрения нового снегоочистителя складывается из экономии,
полученной в эксплуатации Ээкс и по удельным капиталовложениям Экап,
рассчитанной по количеству новых машин на второй год их серийного
производства kM
Э —
— Кн
(238)
где Сэ и Сн — себестоимость единицы продукции соответственно по
эталонной и новой машине; Кэ и Кн — удельные капиталовложения
соответственно для тех же машин; Т"°крм — нормативный срок
окупаемости капиталовложений, принимаемый равным шести годам;
QeHod — эксплуатационная (или эффективная) производительность
новой машины.
Независимо от размера рассчитанной экономии должна быть
проверена целесообразность капиталовложений, связанных с внед-
202

рением нового снегоочистителя. Ее определяют фактическим сроком
окупаемости дополнительных капиталовложений TfK по формуле
7t= g"~ff' лет, (239)
Когда внедрение нового снегоочистителя дает более низкую
себестоимость и экономию капиталовложений, вопрос о сроке
окупаемости не возникает. Если требуются дополнительные
капиталовложения (когда Кн > Кэ)у то должно быть соблюдено условие
Эффективность по затратам труда определяют путем
сопоставления трудоемкости единицы продукции в нормативных человеко-часах
по эталонной и новой машине, исходя из сменных норм выработки.
Показатель трудоемкости учитывает не только труд обслуживающего
персонала, непосредственно занятого в рабочем процессе на
снегоочистителе, но и трудовые затраты на производство текущих и
средних ремонтов машины.
Годовая экономия по затратам труда Этр на одну машину с
учетом того, что годовой фонд одного рабочего составляет 1900 ч, равна
(241)
где Тэ и Тн — трудоемкость выработки единицы продукции
эталонной машиной или эталонным комплектом машин и новым
снегоочистителем (в чел.-ч).
Таким же образом рассчитывают годовую экономию металла Эм
(в кг) на одну машину
( P \ год
где Рэ и Рн — вес соответственно эталонной и новой машины (в кг),
Qfd — годовая производительность эталонной машины.
Пример 1. Определить экономическую эффективность от внедрения в народное
хозяйство роторного снегоочистителя Д-904С для работы в горных условиях. Расчет
произвести на стадии серийного производства снегоочистителя.
Исходные параметры снегоочистителя Д-904С и основные данные для расчета:
базовая машина снегоочистителя — трелевочный трактор ТДТ-55 с двигателем-
дизелем мощностью 75 л. с. и уширенной гусеницей;
рабочий орган снегоочистителя — фрезерно-роторный;
привод рабочего органа — от отдельного двигателя — дизеля мощностью 170 л. с.;
весовая производительность снегоочистителя (теоретическая) в т/ч — 760;
дальность отброса снежной массы в м — 16;
обслуживающий персонал — 2 чел. (III и V разрядов);
конструктивный вес машины в кг — 12 000;
план производства снегоочистителей на второй год начала серийного выпуска
в шт. — 25.
Определение прогрессивности. Ко времени создания нового снегоочистителя
отечественная промышленность снегоочистителей для работы в горных условиях не
производила. Поэтому сравнение нового снегоочистителя возможно лишь с такой
машиной или комплектом машин, которые способны выполнять те же функции.
203

Таблица 23
Исходные параметры эталонного комплекта и новой машины
Показатели
Производительность в т/ч:
теоретическая
техническая
Мощность двигателя в л. с:
механизма передвижения
привода рабочего органа
Вес машины в кг
Обслуживающий персонал:
численность
разряд
Оптово-отпускная цена в руб.
Количество рабочих смен в
году
Коэффициент использования
двигателя по времени k$e
Коэффициент использования
двигателя по мощности k$M
Коэффициент перехода от
теоретической
производительности к технической km
Коэффициент перехода от
технической
производительности к эксплуатационной kn
Коэффициент перехода от
производственной нормы к
сметной сменной норме ke
Амортизационные
отчисления в %
Эталонный комплект
Роторный
снегоочиститель
Д-470
—
625
150
8820
Один
V
12 000
150
0,7
0,5
—
0,7
0,75
17
Два бульдозера
Д-492А
—
—
108X2
14 100X2
Два
VI
5640Х 2
300
(для каждого)
0,7
0,5
—
—
—
40
Новый
снегоочиститель
760
—
75
170
12 000
Два
III и V
расчетная
150
0,7
0,5
0,75
0,8
0,75
17
Примечание. Коэффициент kn перехода от технической
производительности к эксплуатационной для роторного снегоочистителя Д-470 получен расчетным
путем. В отличие от нового снегоочистителя с двухмоторным приводом,
обеспечивающим оптимальную производительность на любом режиме, снегоочиститель
Д-470 выполнен с одномоторныл
1 приводом и располагает 10 рабочими скоростями
со средним показателем ряда геометрической прогрессии дэ=-у/Г7>
няв для нового снегоочистителя
для снегоочистителя Д-470 (см.
ki
коэффициент fcJJ равным 0,8 и qH —
сноску на стр. 29)
г кп \-\-qH °'
:
44 = 1,25. При-
= 1,0, получаем
204

Таким комплектом машин, как показала практика содержания горной дороги Са-
ланг, является серийный автомобильный роторный снегоочиститель Д-450 с двумя
гусеничными бульдозерами Д-492А, совместная работа которых обеспечивает
удаление снежных масс, образующихся на горных дорогах. На той же дороге
применялись и роторные снегоочистители Д-470. Применение на новой машине устройства,
предотвращающего поломки рабочего органа и трансмиссии, и питателя, способного
работать на снеге с высокими физико-механическими свойствами, дает основание
утверждать, что новый снегоочиститель по своему техническому уровню не уступает
лучшим зарубежным образцам. Для сравнительного расчета принят эталонный
комплект, состоящий из двух бульдозеров Д-492А и наиболее дешевый роторный
снегоочиститель Д-470 (табл. 23).
Определение стоимости нового снегоочистителя и эталонного комплекта. Расчет
капиталовложений. Оптово-отпускную цену нового снегоочистителя определяем
путем раздельной оценки стоимости комплектующих изделий и стоимости механизмов
и металлоконструкций собственного изготовления (табл. 24).
Таблица 24
Перечень
Наименование изделий
Трактор ТДТ-55
Двигатель ЯМЗ-238
Радиатор водяной
Радиатор масляный
Жалюзи радиатора
Фильтр топливный
Аккумуляторная
батарея
Глушитель
Карданный вал
комплектующих изделий и их

Количество
в шт.
1
1
1
1
1
1
4
1
3
Оптово-
отпуск-
ная
цена
в руб.
4200
3540
100
15
2
1
16,6
2
30
ЛЗес в кг
8200
1235
92
22 .
— <
—
—
5
35
стоимость
Источник данных
(№ прейскуранта,
позиции)
Онежский тракторный
завод
Кировский завод
Прейскурант 27—08,
поз. 230
Прейскурант 27—08,
поз. 382
—
—
—
Прейскурант 27—07,
поз. 24638
Прейскурант 27—07
Вес комплектующих изделий составляет —9,6 т, стоимость — 8017 руб.
С трактора ТДТ-55 снимается щит, рама и лебедка, общий вес которых составляет
1,2 т. Таким образом, вес узлов и механизмов собственного изготовления равен
12,0 — 9,6+ 1,2 = 3,6 т.
Стоимость 1 кг деталей узлов и механизмов собственного изготовления нового
снегоочистителя определяем по стоимости изготовления на Северодвинском заводе
дорожных машин (заводе-изготовителе нового снегоочистителя) механизмов
снегоочистителя Д-470. Вес механизмов навесного оборудования Д-470 составляет 2600 кг,
стоимость комплектующих изделий согласно калькуляции Северодвинского завода
дорожных машин равна 5331 руб. Следовательно, стоимость 1 кг конструкции соб-
12 000—5331 лсс ,
ственного изготовления составляет ———— = 2,56 руб.
zoOO
Оптово-отпускная цена нового снегоочистителя, за вычетом стоимости снимаемых
с трактора щита, рамы и лебедки (стоимость которых равна 640 руб.), составляет
8017 — 640+ 2,56-3600 я^ 16 600 руб., а оптово-отпускная цена эталонного
комплекта машин равна 12 000 + 5640-2 = 23 280 руб.
205

Принимай расходы по первоначальной доставке в размере 7% от оптово-отпуск*
ной цены, получаем инвентарно-расчетную стоимость нового снегоочистителя
16 600-1,07= 17 800 руб.,
эталонного комплекта машин
23 280-1,07= 24 900 руб.
Расчет производительности. Для снегоочистителя, работающего на горных
дорогах, отсутствует необходимость в отбрасывании снега на расстояние более 16 м.
В связи с этим сопоставление экономических показателей новой машины с эталонным
комплектом следует вести исходя из эксплуатационной, а не эффективной
производительности, так как значительная часть энергетических затрат у снегоочистителя
Д-470, отбрасывающего снежную массу на расстояние 24 му затрачивается в этом
случае без пользы.
Годовая эксплуатационная производительность эталонного комплекта машин
определяется производительностью снегоочистителя Д-470 и равна
Qfa = 625-0,70,75-6,82150 =
Годовая эксплуатационная производительность нового снегоочистителя равна-
Q2Hod = 760-0,75-0,8-0,75-6,82.150 = 350 000 т.
Расчет удельных капиталовложений. Удельные капиталовложения на каждую
тонну снега составляют (в руб.) для эталонного комплекта
24 900
Аэ~ 336 000 -°'0/4'
для новой машины
17 800
* =0'°51-
*« = 150000
Расчет стоимости машино-смены. Амортизационные отчисления, отнесенные
к одной машино-смене, составляют (в руб.) для эталонного комплекта
12 000-1,07-0,17 , 2-5640-1,07.0,40
150+300
для нового снегоочистителя
178000'17= 20
= 3°'6;
150
Сменная заработная плата обслуживающего персонала с учетом премиальных
надбавок в размере 12,5% составляет (в руб.) на эталонном комплекте машин
(4,78+ 2-5,38) 1,125= 17,5;
на новой машине
(3,79+ 4,78) 1,125= 9,65.
Сменная потребность в дизельном топливе составляет (в кг)
для эталонного комплекта машин
W9 = 6,82-0,7 (150 + 2-108) [0,07 + (0,20 — 0,07) 0,5] = 235;
для нового снегоочистителя
WH = 6,82-0,7 {75 [0,07 + (0,21 — 0,07) 0,5] +
+ 170 [0,06 + (0,18 — 0,06) 0,5]} = 147.
Стоимость топлива равна (в руб.) для эталонного комплекта
0,0756-235= 17,8;
206

для новой машины
0,0756-147= 11,1.
Стоимость смазочных и вспомогательных материалов принимаем в размере 25%
от стоимости топлива. Эта стоимость составляет (в руб.) для эталонного комплекта
17,8-0,25= 4,45:
для новой машины
11,1-0,25= 2,8.
На каждую смену работы бульдозера трудоемкость ремонтов составляет по
нормативам 2,15 чел.-ч, стоимость их равна 1,92 руб., в том числе зарплата 1,13 руб.:
для снегоочистительного оборудования (без базовой машины) принимаем
соответственно 3,2 чел.-ч, 2,8 руб. и 1,65 руб.
Трудоемкость техобслуживаний и ремонтов базовой машины на 1 ч полезной
работы, вычисленная согласно инструкции СН 207—62, равна 0,3 чел.-ч.
Следовательно, трудоемкость ремонтов на машино-смену составляет
трм ш =0,3-6,82-0,75= 1,54 чел.-ч.
Заработная плата ремонтных рабочих при среднем тарифном разряде 4,5 равна
0,5-1,54= 0,77 руб. Стоимость всех видов ремонта определяется переходным
коэффициентом 1,7 от заработной платы к прямым затратам и равна 0,77- Г,7 = 1,31 руб.
Таким образом, трудоемкость ремонтов каждого снегоочистителя (эталонного и
нового), приходящаяся на одну машино-смену, составляет 3,2+ 1,54 = 4,74 чел.-ч,
а стоимость ремонтов снегоочистителя — 2,8+ 1,31 = 4,11 руб., в том числе
зарплата на одну машино-смену составляет 1,65+ 0,77= 2,42 руб.
Трудоемкость ремонта эталонного комплекта равна 4,74 + 2-2,15 = 9,04 чел.-ч,
а стоимость ремонтов этого комплекта равна 4,11 + 2-1,92 = 7,95 руб., в том числе
зарплата на одну машино-смену составляет 2,42+2-1,13=4,68 руб.
Полученные показатели сведены в табл. 25.
Таблица 25
Показатели калькуляции стоимости машино-смены (в руб.)
эталонного комплекта и новой машины

Сравниваемые
машины
Эталонный
комплект
Новая
машина
Статья
затрат
Зарплата
Прочие
затраты
Всего
Зарплата
Прочие
затраты
Всего
Амортизационные
расходы
—
30,6
30,6
—
20,2
20,2
Обслуживающий
персонал
17,5
—
17,5
9,65
—
9,65
Топливо
—
17,8
17,8
—
11,1
11,1
Смазочные и
вспомогательные
материалы
—
4,45
4,45
—
2,8
2,8
Техобслуживание
и ремонт
4,68
3,27
7,95
2,42
1,69
4,11
Итого затрат без
косвенных расходов
22,18
56,12
78,3
12,07
35,79
47,86
Всего
затрат с учетом
косвенных
расходов
27,75
61,73
89,48
15,1
39,4
54,5
накладных
расходов
—
—
96,5
—
—
58,9
207

Себестоимость разработки 1 т снега составляет (в руб.) для эталонного комплекта
96,5-150
с'= 336 000 ==0>0431;
для новой машины
__ 58,9-150 __ -
н~ 350 000 -UjU2W-
Таким образом, годовой экономический эффект на второй год серийного
производства нового снегоочистителя равен
Э = Г(0,0431 — 0,0253) + °>0747 °>051 1 350 000-25 = 189000 руб.
L О J
Так как удельные капиталовложения Кн на единицу продукции по новой машине
по своему значению меньше, чем удельные капиталовложения Кэ Для эталонного
комплекта, то дололнительных капиталовложенийхне требуется, и вопроса о сроке
окупаемости не возникает. Годовые затраты труда по машинам слагаются из затрат
труда обслуживающего персонала и на ремонт.
Общие годовые затраты по эталонному комплекту составляют
Тэ = (3-6,82 + 9,04) 150 = 4420 чел.-ч.
Затраты по новому снегоочистителю равны
Тн — (2-6,82 + 4,74) 150 = 2750 чел.-ч.
Следовательно, экономия по затратам труда составляет
4420 — 2750
сУт^~ 1900
Удельная металлоемкость составляет ( в
= 0,9 чел.
—;—т
пг/год
для эталонного комплекта
Рэ 8820+14 100-2
Qtod 336 000
для нового снегоочистителя
Рн 12 000
= 0,11;
350 000
= 0,034.
Таким образом, годовая экономия металла на одну машину равна
Эм = (0,11 — 0,034) 350 000 = 26 600 кг.
Пример 2. Определить экономическую эффективность от внедрения в народнде
хозяйство универсального снегоочистителя Т-110. Расчет выполнить на стадии
испытаний опытного образца, проведенных приемочной комиссией.
Определение прогрессивности. Специальных машин для разбрасывания снежных
валов отечественная промышленность не выпускает. Снегоочиститель Т-110 обладает
1 прогрессивным качеством, отличающим его от других снегоочистителей и
заключающимся в том, что при работе с вынесенным на сторону рабочим органом он может
выполнять функции валоразбрасывателя.
В качестве эталонного комплекта, способного выполнять те же функции,
принимаем автогрейдер Д-598 и роторный снегоочиститель Д-470. Исходные данные
для расчета и основные параметры эталонного комплекта и универсального
снегоочистителя Т-110 представлены в табл. 26.
Определение стоимости эталонного комплекта и снегоочистителя Т-110. Оптово-
отпускная цена автогрейдера Д-598 (прейскурант 22—01, поз. 05—029) равна
7050 руб., роторного снегоочистителя Д-470 — 12 000 руб. (дополнение № 1 к прей-
208

Таблица 26
Исходные данные и основные параметры эталонного комплекта
и универсального снегоочистителя Т-110
Наименование показателей
Вес машины в кг
Тип двигателя
Мощность двигателя в л. с.
Количество рабочих смен в году
Оптово-отпускная цена в руб.
Обслуживающий персонал:
численность
разряд
Коэффициент использования
двигателя по времени k$e
Коэффициент использования
двигателя по мощности k$M
Коэффициент перехода от
теоретической производительности к
технической km
Коэффициент перехода от технической
производительности к
эксплуатационной kn
Коэффициент перехода от
производственной нормы к сменной ke
Амортизационные отчисления в %
Эталонный комплект
Автогрейдер
Д-5Э8
8600

Снегоочиститель
Д-470
8820

Универсальный,
снегоочиститель
Т-110
4650
Дизельный
75
250
7050
1
V
0,7
0,6
0,7
0,7
0,75
19,2
150
150
12 000
1
V
0,7
0,5
—
—
17
55
150
Расчетная
1
V
0,7
0,6
0,7
0,75
17
скуранту 24—10, поз. 1—27). Таким образом, инвентарно-расчетная стоимость
эталонного комплекта составляет
(7050 + 12 000) 1,07 = 20 380 руб.
Стоимость снегоочистителя Т-110 складывается из оптово-отпускной цены
базовой машины и комплектующих изделий (табл. 27) и стоимости навесного рабочего
оборудования. Стоимость навесного оборудования определяем по стоимости тонны
оборудования снегоочистителя МС-59 Минского завода «Ударник» — 1445 руб. При
весе навесного оборудования снегоочистителя Т-110, равном 1550 кг, его стоимость
составит '
1445-1,55= 2240 руб.
Полная инвентарно-расчетная стоимость снегоочистителя Т-100 равна
(2605 + 472 + 130 + 2240) 1,07 «* 5900 руб.
Расчет производительности. Производительность эталонного комплекта машин
определяется производительностью автогрейдера Д-598, которая несколько меньше
роторного снегоочистителя Д-470. Для разработки снежного вала сечением s =
= 1,36 м2 при плотности снега р = 0,45 г/см3 (такие валы разрабатывались снего-
14 Д. А. Шалман 209

Таблица 27
Перечень комплектующих изделий, их стоимость и вес
Наименование
Трактор МТЗ-50
Полугусеничный ход
Ходоуменылитель

Количество
в шт.
1
1
1
Оптово-
отпускная
цена в руб.
2605
472
130
Вес
в кг
2700
300
100
Источник данных
(№ прейскуранта,
позиции)
Прейскурант 21—01,
ч. II, п. 13—015
Прейскурант 27—08,
ч. I, п. 26—1112
Таллинский
экскаваторный завод
очистителем Т-110 приемочной комиссией) требуется четыре прохода автогрейдера
Д-598. Следовательно, теоретическая производительность автогрейдера на уборке
такого вала равна
П = s-^- р = 1,36
0,45 = 490 т/ч.
Здесь v = 3200 м/ч — скорость движения автогрейдера; л = 4 — число проходов
автогрейдера.
Годовая эксплуатационная производительность эталонного комплекта равна
Qeod _ 490-0,7-0,7-6,82-0,75-150= 184 200 т.
Достигнутая при работе в тех же условиях (на снеге плотностью 0,4—0,48 г/см3
и валах сечением 1,36 м2) техническая производительность снегоочистителя Т-110
составила по данным приемочной комиссии 269 т/ч. Таким образом, годовая
эксплуатационная производительность универсального снегоочистителя Т-110 равна
Q2Hod= 269-0,7-6,82-0,75-150= 144 500 т.
Расчет удельных капиталовложений. С учетом того, что автогрейдер
используется на уборке снега только 150 дней (из 250) в году, удельные капиталовложения
на одну тонну снега для эталонного комплекта составляют (в руб.):
7050-1,07-150 12000JU07 _
' Н 1 ол олл — и,иУ4.
250 184 200
184 200
Для снегоочистителя Т-110 удельные капиталовложения на одну тонну снега
равны
5900
Расчет стоимости машино-смены. Амортизационные расходы, отнесенные к
одной машино-смене, составляют (в руб.) для эталонного комплекта
7050-1,070,192 , 12 000-1,070,17
250
для снегоочистителя Т-110
5900-0,17
150
150
= 6,7.
Сменная заработная плата обслуживающего персонала с учетом премиальных
надбавок составляет по эталонному комплекту 4,78-1,125-2 = 10,75 руб., по
снегоочистителю Т-110 — 4,78-1,125 = 5,38 руб.
Сменная потребность в дизельном топливе (в кг) равна:
210

для эталонного комплекта
W3 = 6,82-0,7 {75 [0,07 + (0,21—0,07) 0,6] + 150 [0,07 +
+ (0,20—0,07)0,5]} = 153;
для снегоочистителя Т-110
WH = 6,82-0,7-55 [0,07 + (0,21—0,07) 0,6] = 40,5.
Стоимость топлива для эталонного комплекта равна 0,076-153= 11,5 руб.,
для снегоочистителя Т-110 — 0,0756-40,5= 3,06 руб.
Стоимость смазочных и вспомогательных материалов (в размере 25% от стоимости
горючего) составляет на одну смену для эталонного комплекта и снегоочистителя
Т-110 соответственно:
11,5-0,25= 2,87 руб. и 3,06-0,25= 0,77 руб.
Трудоемкость ремонтов автогрейдера, приходящихся на одну машино-смену,
составляет 1,38 чел.-ч, стоимость ремонтов 1,22 руб., в том числе зарплата 0,72 руб.
Для снегоочистителя трудоемкость ремонтов равна 4,74 чел.-ч, стоимость ремонтов—
4,11 руб., в том числе зарплата 2,42 руб. Следовательно, трудоемкость ремонтов
эталонного комплекта равна 1,38+4,74 = 6,12 чел.-ч, стоимость ремонтов— 1,22 +
+ 4,11 = 5,33 руб., в том числе зарплата 0,72 + 2,42 = 3,14 руб. Полученные
данные сведены в табл. 28.
Таблица 28
Показатели калькуляции стоимости машино-смены (в руб.)
эталонного комплекта и универсального снегоо«шстителя Т-110
Сравниваемые
машины
Эталонный
комплект

Универсальный
снегоочиститель Т-110
Статья затрат
Зарплата
Прочие
затраты
Итого
Зарплата
Прочие
затраты
Итого
Амортизационные
расходы
—
20,34
20,34
—
6,7
6,7
Обслуживающий
персонал
9,86
—
9,86
4,93
—
4,93
Топливо
—
11,5
11,5
—
3,06
3,06
Смазочные и
вспомогательные
материалы
—
2,87
2,87
—
0,77
0,77
Техобслуживание
и ремонт
3,14
2,19
5,3
2,42
1,69
4,11
Итого затрат без
косвенных расходов
13,0
36,9
49,9
7,35
12,22
19,57
Всего
затрат
с учетом
расходов

косвенных
16,25
40,6
56,84
9,2
13,45
22,65

накладных
—
—
61,5
—
—
24,5
Себестоимость разработки одной тонны снега составляет (в руб.) для эталонного
комплекта
для снегоочистителя Т-110
184 200
24,5-150
144 500
= 0,050;
= 0,024.
14*
211

Таким образом, полный годовой экономический эффект от внедрения одного
универсального снегоочистителя Т-110 составляет
Э = (о,О5 - 0,024 + 0>094~°'041 \ 144 500 = 5025 руб.
Вопроса о сроке окупаемости капиталовложений здесь не возникает, так как
дополнительные капиталовложения не требуются.
Годовые затраты труда слагаются из затрат труда обслуживающего персонала
и на ремонт. Общие годовые затраты по эталонному комплекту
Тэ = (2-6,82 + 6,12) 150 = 2970 чел.-ч;
по снегоочистителю Т-110
Тн = (6,82 + 4,74) 150 = 1730 чел.-ч.
Следовательно, экономия по затратам труда равна
2970—1730
1900
<0,65 чел.
Удельная металлоемкость, отнесенная к годовой производительности, составляет:
для эталонного комплекта
8800 + 8820
для снегоочистителя Т-110
184 200
4650
= 0,0322.
144 500
Следовательно, годовая экономия металла
Эм = (0,0945—0,0322) 144 500 = 9000 кг.
Результаты расчета сведены в табл. 29.
Таблица 29
Результаты расчета технико-экономической эффективности на стадии
испытаний опытного образца от внедрения в народное хозяйство
снегоочистителя Т-110 (данные на одну машину)
Наименование показателей
Инвентарно-расчетная стоимость в руб.
Эксплуатационная производительность в пг:
сменная
годовая
Стоимость машино-смены в руб.
Удельные капиталовложения на 1000 пг снега в руб.
Себестоимость разработки 1000 m снега в руб.
Трудоемкость разработки 1000 пг снега в чел.-ч
Годовая экономия по затратам труда в чел.
Годовая экономия металла в кг
Годовой экономический эффект в руб.:
по себестоимости
» капиталовложениям
суммарный
Эталонный
комплект
20 380
1 230
184 200
61,5
94
50
16,1
—
—
—
—
—

Снегоочиститель Т-110 l
5 900
960
144 500
24,5
41
24
12
0,65
9 000
3 760
1 265
5 025
212

Список литературы
1. Анисимов М. И. Снег и снежные обвалы. М., изд-во АН СССР, 1958.
100 с.
2. Аристархов Г. Н. Расчет мощности фрезерных машин,
предназначенных для укрепления вяжущими материалами.— «Строительное и дорожное
машиностроение», 1956, № 2, с. 5-—8.
3. Вейнберг В. Н. Снег, иней, град, лед и ледники. Изд. 2-е, М.—Л.,
ОНТИ, 1936. 232 с
4. Г о р я ч к и н В. П. Собр. соч. Т. 3. М., Сельхозгиз, 1937. 164 с.
5. Г о р я ч к и н В. П. Собр. соч. Т. 4. М., Сельхозгиз, 1940. 315 с.
6. Г о ф ф А. Г., О т т е н Г. Ф. Снег и снежные обвалы в Хибинах.—
Физико-механические свойства снегового покрова. Вып. 1. М.—Л., Гидрометеоиздат,
1938, с. 32—44.
7. И в а н о в А. Н., Лившиц Л. И., Скворцов Л. А. и др. Создание
новых отечественных дорожных снегоочистителей. М., изд-во НИИинформации
стройдоркоммунмаша, 1965. 102 с.
8. Иванов А. Н. Исследование рабочего процесса винтовой ленточной
фрезы снегоочистителей. Автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. техн.
наук. Московский автодорожный ин-т, 1969. 22 с.
9. К а р а б а н Г. Л. Снегоуборочные машины. М., изд-во Минкоммунхоза
РСФСР, 1962. 122 с.
10. К а р т а ш о в С. И. Физико-механические свойства и процессы
формирования снежно-фирнового покрова Восточной Антарктиды. М., изд-во АН СССР,
1962. 109 с.
11. Кишинский М. И. Борьба со снежными заносами на автомобильных
лесовозных дорогах. М., «Лесная промышленность», 1964, 127 с.
12. Кондратьев А. С, Крагельский И. В. и Шахов А. А.
Увеличение плотности снега под влиянием сжимающей нагрузки.—
Физико-механические свойства снега и их использование в аэродромном и дорожном
строительстве. М.—Л., изд-во АН СССР, 1945, с. 5—9.
13. Крагельский И. В. О методике определения твердости и плотности
снеговых покрытий. Физико-механические свойства и их использование в
аэродромном и дорожном строительстве. М.—Л., изд-во АН СССР, 1945, с. 61—66.
14. Ногид Л. М. Теория подобия и размерностей. Л., Судпромгиз, 1959. 96 с.
15. О б о л е н с к и й В. Н. Климат Лесного по данным метеорологической
обсерватории Ленинградского лесного института за 1890—1925 г. XXXVII, изд-во
Ленинградского лесного ин-та, 1929.
16. П а в л и н о в А. Н. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн.
наук. Московский гидромелиоративный ин-т, 1966.
17. П а в л о в Н. И. Трение по снежным поверхностям.— «Метеорология и
гидрология», 1940, № 4, с. 116—118.
18. Панов В. И. Исследование зависимости трения скольжения по снежному
покрову от различных факторов.— Снегоходные машины. Труды Горьковского
политехнического института им. А. А. Жданова. Т. XXIII. Вып. 7. 1967, с. 98—102.
19. Седов А. И. Методы подобия и размерности в механике. М., Гостех-
теоретиздат, 1957. 376 с.
20. Скворцов Л. А., Ш а л м а н Д. А. Устройство для замера усилия.со-
противления рабочего оборудования.— Коммунальные машины.
Научно-технический реферативный сборник. Вып 3- М-, ЦНИИТЭстроймаш, 1968, с. 24—25.
213

21. Снежные лавины. Справочник по прогнозированию и мерам
контроля. Пер. с англ. М., «Прогресс», 1964.
22. Шалман Д. А. Исследование рабочих органов фрезерно-роторных
снегоочистителей.— Строительные и дорожные машины. М., ЦИНТИмаш, 1961,
№6, с. 30—33.
23. Шалман Д. А. Исследование шнек-фрезы. Ленинградский филиал
ВНИИстройдормаша, 1957, с. 4—35. [Труды ВНИИстройдормаша. Вып. XVI (2)].
24. Шалман Д. А. К вопросу о пропускной способности шнекового питателя
роторного снегоочистителя.— Коммунальные машины. Научно-технический
реферативный сборник. Вып. 3. М., ЦНИИТЭстроймаш, 1968, с. 17—19.
25. Шалман Д. А. К расчету мощности роторных канавокопателей с
инерционной разгрузкой. М., Машгиз, 1957, с. 3—16. (Труды ВНИИстройдормаша, XIV).
26. Шалман Д. А. Мощность, затрачиваемая шнековым питателем
роторного снегоочистителя на резание снега.— Коммунальные машины.
Научно-технический реферативный сборник. Вып. 1, М., ЦНИИТЭстроймаш, 1968, с. 14—16.
27. Э в е н т о в И. М. Снегоочистители. М.—Л., Машгиз, 1954. 144 с.
28. Эстрин М. И., Клементьев В. Г. Работа некоторых типов
зарубежных роторных и фрезерных снегоочистителей.— «Строительное и дорожное
машиностроение», 1958, № 9, с. 33—36.
29. Я к о в л е в Н. А., Д и в а к о в Н. В. Теория автомобиля. «Высшая
школа», М., 1962. 300 с.
30. В и с h е г Е. Beitrag zu den theoretischen Grundlagen des Lawinenverbaus.
Kommissionsverlag Kummerly & Frey. Druck von Buchdruckerei Davos A. G. Bern,
1948. 107 S.
31. Bucher E. Schleuder oder Frase? — «Strasse und Verkehr», 1951, N 13,
S. 419—421; 1952, N 2, S. 47—49; 1952, N 3, S. 82—89.
32. С г о с е К- Messversuche an Schneeraummaschinen fur Landstrassen.
Berlin, 1950.
33. С г о с е К- Der heutige Stand der Schneepflugtechnik Forschungsarbeiten
aus dem Strassenwesen. Bd. 31.— Winterdfenst auf Strassen und Reichsautobahnen.
Berlin, 1941, S. 62—76.
34. К i h 1 g r e n B. Undersokningar rorande snoplogar, Statens vaginstitut,
Rapport 38. Stockholm, 1961. 44 S.

Оглавление
Предисловие 3
Глава I. Физико-механические свойства снега 5
1. Прочностные свойства 6
2. Основные физические свойства 12
3. Фрикционные свойства 16
Глава II. Классификация снегоочистительных машин и основные
конструктивные требования 20
4. Назначение и классификация —
5. Основные конструктивные особенности и требования 23
Глава III. Конструкции плужных снегоочистителей 35
6. Отечественные конструкции —•
7. Зарубежные конструкции 56
Глава IV. Конструкции роторных снегоочистителей 64
8. Отечественные конструкции 65
9. Зарубежные конструкции 101
Глава V. Методика экспериментальных исследований,
экспериментальное оборудование, приспособления и аппаратура 111
10. Исследования плужных рабочих органов —
11. Исследования роторных снегоочистителей 116
Глава VI. Основы теории и расчета плужных снегоочистителей .... 122
12. Методика расчета геометрических параметров и построения
отвалов —
13. Дальность отбрасывания снега 147
14. Тяговый и энергетический расчеты 152
15. Производительность 159
16- Устойчивость 161
Глава VII. Основы теории и расчета роторных снегоочистителей . . . 165
17. Анализ рабочего процесса, кинематические и конструктивные
параметры ротора —
18. Анализ рабочего процесса, кинематические и конструктивные
параметры питателя 174
19. Энергетические затраты 178
20. Дальность отбрасывания снега 191
21. Производительность 195
Глава VIII. Основы технико-экономического анализа 198
22. Определение технико-экономической эффективности от внедрения
новой снегоочистительной техники —
Список литературы 213
215

Дмитрий Александрович ШАЛМАН
Снегоочистители
Редактор издательства С. Я- Кудерская
Переплет художника А. П. Васильева
Технический редактор Л. В. Щетинина
Корректор Л. Ф. Борисова
Сдано в производство 31/Х 1972 г. Подписано
к печати 23/IV 1973 г. М-Ю523. Формат бумаги
60X90Vie- Бумага типографская № 3. Печ. л. 13,5
Уч.-изд. л. 14,5. Тираж 3 500 экз. Зак. № 2118.
Цена 1 р. 59 к.
Ленинградское отделение издательства
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10
Ленинградская типография № 6
Союзполиграфпрома
при Государственном комитете
Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли
193144, Ленинград, ул. Моисеенко, 10