На кафедре наземных транспортно-технологических машин СПбГАСУ ведутся исследования в области совершенствования конструкций коммунальных машин, в частности, средств уборки снега с городских магистралей.
Сегодня пропускная способность российских дорог в зимнее время сильно снижается: после обильных снегопадов проход снегоуборочных машин отвального типа приводит к образованию вдоль дорог снежных валов, занимающих до половины полосы автомагистралей. Такие машины оперативно справляются с очисткой от снега проезжей части, а вот на уборку отвалов уходит много времени.
При этом типовых средств уборки снега с городских магистралей – лаповых снегопогрузчиков в коммунальных предприятиях не хватает. Применяемые дополнительно при сильных снегопадах фронтальные погрузчики снижают остроту проблемы, но при погрузке снега в транспорт перекрывают как минимум две полосы движения. Следует отметить, что ковшовые фронтальные погрузчики – самые многочисленные виды спецтехники в дорожных и строительных организациях, к тому же зимой они мало используются на строительных работах.
Очевидное техническое решение для усовершенствования уборки снега с городских дорог – придание фронтальным погрузчикам функции задней разгрузки. В этом случае погрузчик сможет грузить снег в самосвал, находясь с ним в одной полосе дороги.
На рис. 1 представлена схема предлагаемой конструкции фронтального погрузчика с задней разгрузкой ковша.
Погрузчик состоит из базовой машины 1, двухбалочной стрелы 2, нижняя часть которой закреплена шарнирно в передней части базовой машины, ковша 3, закреплённого шарнирно на верхней части стрелы 2, телескопического гидроцилиндра подъёма стрелы 4, шарнирно закреплённого между балками стрелы на передней части рамы базовой машины, гидроцилиндра поворота ковша 5, установленного посредством хомута 6 на кронштейне 7, закреплённого на поперечине, связывающей балки стрелы в верхней их части, металлического жёлоба 8, установленного над кабиной и двигателем посредством пары двуногих стоек 9, закреплённых неподвижно по бокам передней части рамы 10, и двух гидроцилиндров 11, закреплённых шарнирно по бокам средней части рамы 10, демпфирующего устройства 12, закреплённого на передней части рамы 10 на высоте от поверхности дороги, соответствующей высоте бампера самосвала 13.
Гидроцилиндр 5 поворота ковша 3 закреплён шарнирно в средней своей части на стреле 2 посредством хомута 6.
Жёлоб 8 присоединён шарнирно к стойкам 9 и штокам гидроцилиндров 11. Правый конец жёлоба 8 выступает за контур базовой машины на один-полтора метра, а высота его расположения должна быть выше на половину метра, как минимум, верхней кромки борта самосвала 13, используемого для перевозки снега, т. е. 3,2 м. Цифрой 14 показана траектория движения конца стрелы. Цифрой 15 – вал убираемого снега.
Работает предлагаемый фронтальный погрузчик так. Перед началом захвата снега из валика 15, расположенного вдоль правого края проезжей части, погрузчик 1 опускает ковш 3 в нижнее положение (показано пунктирной линией), втягивая шток гидроцилиндра 4. Самосвал 11 подъезжает к погрузчику со стороны жёлоба 6 задней частью кузова. Жёлоб 6 занимает нижнее положение путём втягивания штока цилиндра 9.
Заполнение ковша 3 снегом производится за счёт перемещения влево погрузчика 1. После заполнения ковш с помощью цилиндра 5 поворачивается по часовой стрелке до принятия открытой частью ковша горизонтального положения. Затем производится подъём стрелы 2 с помощью цилиндра 4 до положения, при котором ковш 3 окажется над левым краем жёлоба 8. При подъёме стрелы 2 поддерживается горизонтальное положение открытой части ковша с помощью цилиндра 5. Когда ковш 3 окажется над жёлобом 8, он поворачивается по часовой стрелке с помощью цилиндра 5 для разгрузки снега в жёлоб. Самосвал за время подъёма ковша подъезжает вплотную к погрузчику до упора задним бампером в демпфирующее устройство 12.
Затем производится опускание ковша в положение забора снега. Через одну-две секунды после включения цилиндра 4 на опускание стрелы включается цилиндры 11 на подъём левой части жёлоба 8 до верхнего положения (показано пунктирной линией), при котором снег гарантированно соскальзывает из жёлоба 8 в кузов самосвала 13. С началом движения погрузчика для забора снега ковшом производится опускание жёлоба.
Цикл захват-разгрузка снега повторяется три-пять раз до заполнения кузова самосвала 13.
Для удобства работы водителя самосвала демпфирующее устройство 12 может быть снабжено датчиками звуковой и световой сигнализации.
Компьютерное моделирование показало, что производительность нового погрузчика в три раза выше, чем у лапового, и в полтора – чем у типового фронтального погрузчика.
На конструкцию нового погрузчика подана заявка на полезную модель.
Разработка выполнена в рамках научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ по внутренним грантам в 2025 г.
