Вышеназванные устройства (структурной подготовки и подогрева снега) могут быть достаточно просто конструктивно реализованы в виде единой бункерной установки. Так как снег, убранный с городских территорий, может содержать в себе посторонние предметы и мусор, размеры которых не позволяют производить качественное уплотнение снега, то над бункером следует установить защитную сетку (колосниковую решетку) и специальную приемную емкость для сбора подобных элементов.
Ядром агрегата уплотнения снега является уплотнительная камера, конструкции которой могут быть самыми разными как по устройству, так и по принципу действия. При проектировании уплотнительной камеры необходимо учитывать нижеследующий аспект.
Пористость снега по данным [4] колеблется в пределах 0,3...0,9, и пределы этой величины намного шире по сравнению с другими часто уплотняемыми материалами (песок 0,37...0,50; почва 0,43...0,54; уголь 0,02...0,12; кварцевый порошок 0,37...0,49). Поры заполненные газовой фазой (воздухом или водяным паром) разделяются на сообщающиеся и не сообщающиеся с атмосферой. Последние относят к порам с замкнутым или защемленным газом. Газы, сообщающиеся с атмосферой, принимают температуру и давление ближайших к данной точке частей атмосферы. При повышении температуры или при понижении давления атмосферы, а также под действием нагрузки на снег, такие газы легко удаляются из снега. Наличие замкнутых пор, заполненных воздухом или водяным паром, увеличивает упругость снега, так как при повышении давления (атмосферного, гидростатического или под действием нагрузки) газы претерпевают только упругие деформации. Аналогично, сказанному выше, можно сделать вывод о том, что скорость уплотнения снега, зависит от скорости вывода газовой среды за пределы уплотняемой среды, а эффективность процесса уплотнения будет обусловленная быстрым и полным выводом свободной газовой фазы за пределы уплотняемой снежной массы.
При уплотнении снега в замкнутом объеме газы в порах снежной массы являются защемленными стенками уплотнительной камеры (см. рис. 4).
Поэтому при проектировании агрегата уплотнения снега необходимо применять механизмы вывода свободных газов из уплотняемой среды. Либо, необходимо переходить к такой компоновке уплотнительной камеры, которая обеспечит беспрепятственный выход свободных газов из уплотняемого снега.
Рис. 4. Схема уплотнения снега в замкнутом объеме.
При уплотнении снега в замкнутом объеме в выигрышном отношении находится конструкция камеры, в которой уплотнение снега осуществляется при помощи вибрации. При вибрационном уплотнении снега с ускорениями, близкими к ускорению свободного падения, направление сил трения между частицами снежной массы резко меняются и приобретают хаотический характер: рыхлый снег на время приобретает свойства жидкости. При этом происходит переформирование укладки зерен снега: мелкие частицы входят в поры между крупными, а газообразная среда покидает уплотняемый снег.
Еще одним составляющим элементом снегоуборочной машины, оборудованной агрегатом уплотнения снега, является разгрузочное устройство. Оно может быть представлено в виде конвейера с ломанной трассой при погрузке полученных снежных блоков в кузов самосвала навалом, либо в виде ската (гравитационного транспортера) при оставлении снежных блоков непосредственно на месте уборки, в случае использования из в качестве строительного материала. Интересным вопросом остается погрузка готовых блоков в кузов самосвала при помощи транспортера. Ведь может получиться и так, что все затраты на уплотнение снега окажутся напрасными из-за неправильной укладки блоков в кузове - зазоры между ними сведут удельный вес груза все к тем же 300 кг/м3. Выхода из такой ситуации может быть два: искать рациональные размеры и форму блоков (брикетов), минимизирующие зазоры между ними; второй вариант - создание специального устройства “аккуратной” укладки готовых блоков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Машины для содержания и ремонта городских и автомобильных дорог [текст]: учебник для вузов/ В.И. Баловнев, М.А. Беляев и др.; Под. ред. В.И. Баловнева. – Москва-Омск: “Омский дом печати”, 2005.
2. Егоров А.Л. Обоснование рабочих параметров снегоуборочной машины с уплотняющим рабочим органом [электронный ресурс]. Дис. ... канд. тех. наук: 05.05.04. - М.: РГБ, 2005.
3. Жекамухов М.К., Жекамухова И.М. Основы механики снега [текст]. - Нальчик: Каб.-Балк. университет, 2003.
4. Савко Н.Ф. Расчет и конструирование зимних автомобильных дорог [текст]. - М.: Транспорт, 1969.
5. Карнаухов Н.Н. Приспособление строительных машин к условиям Российского Севера и Сибири [текст]. - М.: Недра, 1994.
6. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов [текст]. - М.: Машгиз, 1952.
|
