Модернизация автогрейдера для зимнего содержания аэродромов

С целью обеспечения эксплуатационной готовности аэродромов с твердыми покрытиями в зимний период необходимо в первую очередь производить два вида работ: очистку аэродрома от снега и удаление или предупреждение гололеда.

Для борьбы с гололедом известна универсальная машина - Джетбрум производства швейцарской фирмы Boschung – очистительная и снегоуборочная машина для круглогодичной многоцелевой эксплуатации аэродромных покрытий. Машина снабжена плугом, щеткой, воз-духодуйно-всасывающим аппаратом. На территории России бывших союзных республик широкое распространение получила высокопроизводительная универсальная машина ДЭ-235 (концерн «Ам-кодор-НТЦ», Республика Беларусь) для очистки аэродромных покрытий от снега, пыли и мусора, удаления гололеда, а также просушки покрытий – не имеет аналогов в мировой практике. Машина снабжена снегоочистительным органом, щеточным ротором, генератором воздушного потока и съемным рабочим органом: подкатной тележкой с авиационным реактивным двигателем. Отличи- тельной особенностью названных машин является высокая стоимость и не всегда оправданная сложность конструкции, требующая значительных эксплуатационных затрат.

Для аэропорта немаловажны экономические факторы, в частности, такие как стоимость очистки и ее последствия для конструктивных слоев покрытия, вызывающие необходимость его ремонта. Для эксплуатанта воздушного судна - влияние качества аэродромного покрытия не только на управляемость ВС на этапах руления, взлета и посадки, но и на износостойкость авиационных шин, на возможность попадания любых «незакрепленных» частиц в двигатель, на прочность конструктивных элементов и т.д.

Менее дорогими и отвечающими требованиям к техники для аэродромов являются плужно-щеточные снегоочистители, применяемые, главным образом, при снегоочистке элементов аэродромов в случае, если необходимо полное отделение снега от поверхности покрытия .

Машины этого типа рассчитаны на систематическую уборку с небольшим интервалом перед очередной очисткой. В связи с этим снегоочиститель каждый раз убирает сравнительно небольшой слой снега. Во время работы основная масса снега сдвигается в сторону отвалом, а оставшийся после работы отвала тонкий слой уплотненного снега сметается щеткой. Как правило, плужно-щеточное оборудование устанавливается на поливомоечных машинах (КО-002, АКПМ-3У производства предприятия Коммаш, Российская Федерация), пескоразбрасывателях (КО-105), распределителях химреагентов (машина комбинированная уборочная 58355 2). Возможен также вариант установки снегоочистительного оборудования плужно-щеточного типа на тракторном шасси (уборочная машина УМТ-80/82 на базе трактора МТЗ-80/82 производства завода «Минскагропроммаш» и концерна «Амкодор», Республика Беларусь; машина тротуароуборочная универсальная на базе Т-30.69 Михневского ремонтно-механического завода, Российская Федерация). Помимо перечисленных средств очистки от свежего снега используются навесные щетки роторного типа, представленные в работах[1 ,4,5,6,7,8].

Учитывая экономическую составляющую очистки аэродрома от свежевыпавшего снега, сделана попытка модернизации, разрешенных для эксплуатации в таких условиях машин, с целью повышения производительности. В качестве объекта модернизации выбран автогрейдер Д3-96Б (ДЗ-985-1) класса 250 мощностью 202,5 кВт с механической трансмиссией. Он используется на землеройно-профилировочных работах с грунтами I -IV категорий в аэродромном строительстве и очистке покрытий от снега. Скорость движения 3,5...47 км/ч; грейдерный отвал: длина 4270 мм, высота 740 мм. Впереди на него может быть установлен снегоочистительный отвал, показанный на рис. 1.

Он предназначен для очистки дорог и территорий от снежных заносов и име- ет следующие технические характеристики: высота отвала - 1630 мм; длина отвала - 3228мм; масса - 1215 кг

Количество автогрейдеров опреде- ляуеся из условия их использования для очистки от снега обочин ИВПП и РД, а также зон КРМ и ГРМ но формуле (1)

K kq ⁽² ' ^ ИВВП ' B 0 + S КРМ + S ГРМ )

N АГ —------------;----------------------- ,

АГ

VbTK K где: LИВПП - длина посадочная полоса с искусственным покрытием (ИВПП), м; В0= 10 - ширина очистки обочин ИВПП, м; SГРМ - площадь очистки от снега зон глиссадных радиомаяков, м2; SКРМ - площадь очистки от снега зон курсового радиомаяка, м2; b - ширина захвата отвала автогрейдера, м; V - рабочая скорость автогрейдера, м/ч; Т - заданный срок выполнения работы, ч; Kkq - поправочный коэффициент на толщину и плотность снега; Ки = 0,95 - коэффициент использования во времени; КТГ = 0,85 - коэффициент технической готовности.

Рисунок 1. Конструкция снегоочистительного отвала

Анализ формулы (1) показывает, что количество необходимых агрегатов зависит от величины b - ширины захвата автогрейдера. Следовательно, при определенном сроке выполнения работы, с увеличением величины отвала автогрейдера будет сокращаться потребность в количестве машин.

В методических рекомендациях по определению количества средств механизации для содержания аэродромов приводится формула для определения рабочей скорости.

Рабочая скорость автогрейдера определяется из выражения:

V —--------- км/ч

1,99 hСН + ₁ км/ч, СН

где h CH – начальная толщина снега, м.

Эмпирические коэффициенты в числите и знаменателе получены при плотности свежего снежного покрова 0,1 Н/м2. При этом скорость автогрейдера зависит только от толщины снежного по- крова.

Учитывая особенности технологии обслуживания взлетно-посадочной полосы аэродромов, заключающиеся в том, что не допускают формирование высокого снежного покрова, было решено под- вергнуть модернизации основной грейдерный отвал.

Суть модернизации заключается в создании раздвижного отвала, состояще- го из основного, на котором монтируются сдвижные составные части. В систему управления автогрейдера вносятся до- полнительно два гидроцилиндра и распределительных устройства. На рис. 2. показано расположение гидроцилиндров и основных его частей. В компактном виде, когда сдвижные части располагаются ниже основного отвала и могут выполнять в полной мере его функции. На рисунке 3 показана схема отвала в поперечном сечении. При перемещении сдвижных частей происходит их перемещение в вертикальной плоскости. В крайних положениях сдвижные части вспомогательного отвала переходят в плоскость основного. При этом резиновые ножи находятся на одной линии.

Рисунок 2. Модернизированный отвал овал автогрейдера: 1 – основной отвал автогрейдера; 2 – левая часть сдвижного вспомогательного отвала; 3 – гидроцилиндры; 4 – правая часть сдвижного вспомогательного отвала.

Рисунок 3. Схема расположении основного и вспомогательного – сдвижного отвалов в компактном положении : 1 – основной отвал; 2 - сдвижная часть отвала; 3 – резиновый нож.

Качество очистки покрытий от снега обеспечивается в том случае, если отвал, сдвигая основную массу снега, оставляет после себя слой высотой 10 -15 мм, легко сметающийся щеткой. Поэтому необходимо систематически контролировать состояние резиновых ножей отвала. Они должны иметь одинаковую высоту и при опущенном отвале плотно по всей ширине захвата прилегать к поверхности покрытия. Высота ножей должна быть в пределах 25-150 мм, с равномерным износом. Отвал в раздвинутом положении должен легко поворачиваться на поворотной раме вправо и влево и надежно фиксироваться.

Работа плужно-щеточных снегоочистителей организуется на всю ширину

ИВПП таким образом, чтобы они последовательно один за другим (уступами) двигались от оси ИВПП к обочинам с перекрытием предыдущего следа на определенную величину.

Минимальное расстояние между движущимися машинами принимается равным величине 1/2 скорости их движения. Первый снегоочиститель движется по ИВПП в зависимости от погодноклиматических условий (ветер, интенсивность осадков). Следующая машина идет за первой на расстоянии не ближе 15 - 20 м.

Каждая последующая машина должна двигаться, перекрывая очищенную ранее полосу. Ширина захвата первой машины зависит от типа снегоочистителя. Для машины типа ПМ-130, идущей второй, ширина перекрытия составляет 0,25 м, третьей – 0,35 – 0,4 м и т. д. Таким образом, при снегоочистке ИВПП крайняя машина в отдельных случаях может двигаться только с перекрытием, близким к ширине захвата снегоочистителя.

Рабочая скорость машины при снегоочистке зависит от общей нагрузки на снегоочиститель, которая возрастает при увеличении интенсивности снегопада. При патрульной очистке в случае снегопада интенсивностью более 3 мм/ч отечественные плужно-щеточные машины работают, как правило, со скоростью 12-18 км/ч, а если интенсивность снегопада менее 3 мм/ч, то рабочая скорость может достигать 30 км/ч и более.

При отсутствии на стоянках воздушных судов уборку снега можно вести обычными средствами механизации, а в непосредственной близости от самолетов - малогабаритными снегоочистителями, Просадка ворса щетки, прижатой к аэро- дромному покрытию, должна быть одинаковой по всей ее длине и находиться в пределах 15-30 мм, а длина ворса щетки -90-220 мм. Щетка должна работать при минимальном обжатии ворса, обеспечивая при этом полное отделение снега от поверхности покрытия, как это представ-ленно [2,3].

Для очистки от снега рекомендуется использовать кольцевую схему движения машин, согласно которой пути их движения совпадают с путями движения воздушных судов. Она позволяет магистральные пути очищать в первую очередь