1.4 Қарды ерітуге арналған автогудронаторды жетілдіру керектігін негіздеу

Көлік құралдарын азайту және қарды тазалау мен шығару жұмыстарының өнімділігін арттыру мақсатында автогудронатор базасында қарды ерітуге арналған машинаның конструкциясы ұсынылады (сурет 1.2), ол көлік жолдарының құрылысы мен жөнделуі кезінде битумды тасымалдау мен жылыту үшін қолданылады, осы машиналар қысқы уақытта тұрып қалады. Автогудронатордың жылыту жүйесі жылудан оқшауланған цистернадан, және оның ішінде орнатылған фланецтегі құбырдан тұрады, онда материалды 200°С дейін материалдың жылытылуын қамтамасыз ететін стационарлы оттықтар орнатылған, ол цистернаға қарды тиеп ерітілуін қамтамасыз етеді. Осы уақытта шығын битумды жұмыс температурасына дейін жеткізілуіне қарағанда аз болады. Битумдарды, мазутты, қарамайды және басқа да битумды тұтқыр материалды таратқыштарды гудронаторлар деп те атайды [2]

Қазіргі таңдағы автогудронатордың сипатты ерекшелігі болып табылады: базада сұйық тұтқыр материалды өздігінен тиеу, жалпы тағайындалуы бар автокөліктер үшін қабылданған жылдамдықта материалды үлкен ара-қашықтыққа тасымалдау; құйылған тұтқыр материалдың температурасын сақтау және цистернада жұмыс күйіне дейін оны жылыту; өңделетін бет бойынша материалды механикаландырылған үлестірілуі [6].

Цистернаның көлеміне байланысты автогудронаторлар аз сыйымдылықты (1000-1500 л дейін), орташа (3000— 3500 л) және үлкен (5000 л және одан жоғары).

Автогудронаторларды материалды үлестіру мен жылыту жүйелерінің конструктивтік белгілері, тұтқыр материалды үлестіру әдісі, үлестіру құбырының түріне, жүйені тазалау әдісі, технологиялық операцияларды орындауға арналған материалды беру құралдары бойынша жіктейді [6]

Автогудронатордыың негізгі бөліктері – жылыту жүйесімен бірге битумге арналған цистерна, циркуляциялы-үлестіргіш жүйесі, жүріс бөлігі, бақылау құралдары мен жұмыстық басқару [3]

Автогудронатор Камаз 65115 көлігінің базасына орнатылған. Көліктің шассиі автогудронатор құрылғының жөнделуіне дейін өзгертілуі мүмкін, соның ішінде рессорлар күшейтілуі мүмкін, бәсеңдеткіш пен қосалқы доңғалақтың құрылғысы өзгертіледі. Битумге арналған цистерна цилиндр немесе эллипс формасы болады және табақшалы болаттан дәнекерленген. Цистернада металл қаптамамен жабылған шыны мақтадан жасалған жылу оқшаулағышы орнатылады.

Кесте 2.1 ДС-142Б автогудронаторы

Көрсеткіш атауы	Мәні
Шасси	Камаз-65115 (КПП 154)
Көліктік жағдайда габаритті өлшемдері, м, көп болмайтын (ұзындығы×ені×биіктігі)	8,5×2,5×2,85
Жабдықталған автогудронатордың массасы, кг, көп болмайтын	10350
Автогудронатордың толық массасы, кг, көп болмайтын	17850
Толық массалы автогудронатордың жолға күштің үлестірілуі, кг, көп болмайтын
- алдыңғы осіне	4550
- артқы арбасына	13300
Жылдамдық, км/сағ:
- максималды көліктік (жүкпен бірге)	85
- жұмыстық (құйылу кезінде)	4-20,5
Цистерна	Болат, ішкі қалқалары бар эллипс қималы,50 мм шыны талшықтың қабатымен жылудан оқшауланған және қалыңдығы 0,8 мм болатын болат табақшасымен қапталған
Цистернаның номиналды сыйымдылғы, м3, кем болмайтын:	7,5
Жұмыс жабдығының жетек түрі
- битум насосының айналуы	Гидрожетегі: КПП-КОМ-гидронасос-гидромотор
- үлестіргішті көтеру-түсіру	Гидрожетегі (гидроцилиндр)
- форсункаларды ашып-жабу	Гидрожетегі (гидроцилиндр)
Гидрожүйедегі жұмыстық қысымы, МПа (кгс)	16,0 (160)
Битум насосы	Шестернялы, беріліс 1,4 л/айн, берілістің максималды биіктігі 30 м
Цистернада битумды жылыту	Құбырлар арқылы стационарлы оттығымен
оттықтар саны, дана.	2
отын түрі	дизель отыны
Екі оттықпен отын шығыны, (л/сағ), көп болмайтын	18
Оттықтардың отын бактің сыйымдылығы (л)	20 литрден 2 бак.
Оттыққа отынды беру	Шасси пневможүйесінен сығылған ауамен
Коммуникацияда битумды жылыту	Тасымалды оттықпен
Бастапқы температурасы 80°С кезінде цистернада сұйық битумның жылыту жылдамдығы, °С/ сағ, кем болмайтын	15
1 сағ ішінде цистернада битум температурасының төмендеуі:
- тұрақта	Қоршаған ауа мен битум температурасының түсіп кетуінен 3% аспау керек
- 50 км/сағаттан артық болмайтын жылдамдықпен тасымалдау кезінде	Қоршаған ауа мен битум температурасының түсіп кетуінен 4% аспау керек
Битумды құю	Бекітілген шүмегі бар циркуляциялық типті үлестіргішпен
Форсункалар саны, дана	21 (25*)
Құюдың максималды ені, м	4,0 (4,8*)
Құюдың енін өзгерту	Жұп 0,19 м
Құюдың меншікті нормасы, л/кв. м	0,3...2,5
Құю нормасын өзгерту	Сатысыз
Қызмет көрсететін персонал	1 адам (жүргізуші-оператор)

Ескерту:

1. Алдыңғы сыпыратын щетканы орнату мүмкіндігі.

2. Битумды құю нормасын автоматты басқару жүйесін орнату мүмкіндігі. Дәлмөлшерлеу жүйесі құюдың қажетті нормасын ұстап тұруға және беруге мүмкіндігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар битум насосының айналымдарын басқаратын гидравликалық сұйықтықтың шығынын реттек көмегімен оны қозғалыста өзгертуге болады. Жүйені басқару жүргізушінің кабинасынан жүргізіледі.

Цистернаны толтыру мен оны жоғарғы жағында қарау үшін қайырмалы қақпағымен жабылатын мойыншасы бар. Мойыншасында бөгде заттардың түсуін болдырмау үшін торлы фильтр орнатылады. Битумды жылытуға арналған цистерна U-тәріздес формалы екі құбырдан, құбырлардың кіріс ұштарында орнатылған екі стационарлы керосинді оттықтан,тартқыш құбыры бар түтін қорабынан, отын бактан, отын және ауа құбыр өткізгіштен тұратын жылыту жүйесімен жабдықталған.

Цистерна сынапты термометрмен және қалтқы түріндегі деңгей көрсеткішпен жабдықталған. Цистернада оның жоғарғы жағына дейін жететін құйылмалы құбыры бар, ол цистерна толтырылған кезде ауаның шығу мүмкіндігін қамтамасыз етеді және артқы мөлшері кезінде материалдың шығарылуы мен тұтқыр материалды жылыту кезінде атмосферамен байланысы байқалады.

Автогудронаторға қойылатын негізгі талаптары болып табылады: - беттің бірлігіне құйылу нормасын дәл мөлшерлеумен битумды материалды үлестіру бірқалыптылығы; - қысым астында құйылудың мүмкінділігі; - жылытуынсыз материалды тасымалдау кезінде температураның сақталуын қамтамасыз етеді және 160-180 °С жұмыс температурасына дейін тасымалдау процесі кезінде битумды жылыту мүмкінділігі. Ондай температура қарды еріту үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

Автогудронаторлар цистернадан, көлік шассиі немесе тартқыштан, жылыту жүйесінен, битумды үлестіру және ауыстырып құйылу жүйесінен тұрады. Цистернаның сыйымдылығы мен битумды насостың жетек типі бойынша машиналарды моторлы және моторсыз (көлік қозғалтқышынан жетекпен бірге) болып бөледі. МЕСТ 16385—70 екі типті автогудронаторларды қарастырады – сыйымдылығы 3500 және 7000 л цистернасымен бірге.

ДС-142Б моторсыз типті автогудронатор Камаз-65115 көлігінің шассиінде орнатылады, осы мақсатта пайдаланылған газдың шығарылу жолын өзгертеді (бәсендеткішті раманың алдыңғы буфердің алдында орнатады), ауа баллондарының біреуін оң лонжероннан солға ауыстырады және жаңа кронштейндерге бекітеді, ұстаушыдағы қосалқы доңғалақты жүргізуші кабина мен цистерна арасындағы рамада бекітеді.

Алдыңғы бөлікте құбыр орнатылған, ол жоғарғы жағымен қақпаққа кіреді және атмосферамен байланысады. Құбыр жылытылатын битум материалының артық мөлшерін ағызуға және цистернадағы қысымды атмосфералықпен теңестіру қызметін атқарады. Артқы бөлімде жоғарғы мен төменгі жағында обечайкалар клапанды орнату үшін фланецтер дәнекерленген. Клапанның тарелкасы фланецтегі саңылауды ашады немесе жабады, цистернаның қуысын үлкен кранмен байланыстырады немесе ажыратады. Көліктік жағдайда клапан жабық болады [6]

Сурет 2.1 Камаз-65115 базасындағы ДС-142Б автогудронаторы

Цистерна – дәнекерленген, болат табақшасынан дайындалған, көлденең қимасында сопақ формасы болады, оның үлкен осі көлденең орналасқан. Цистернаның қуысы екі байланыстыралытн бөлікке тербелісбасқымен (гидравликалық соққыларды жұмсартуға арналған) бөлінген. Алдыңғы бөліктің жоғарғы жағында мойыншаның обечайкасы бар, ол торлы фильтр орнатылған кезде битуммен цистернаның толтырылуына қызмет көрсетеді, сонымен қатар, цистернаны жөндеу, тазалау және қарау үшін өтетн тесік болып табылады. Мойыншаның обечайкасы кронштейнге шарнирлі бекітілген тетік және гайкасы бар қайырмалы болттың көмегімен төсемесі ар қақпамен жабылады.

Артқы түбі арқылы цистернаның қуысына битумды материалды стационарлы оттықпен жылытуға арналған U-тәріздес құбырлар өтеді. Оның температурасын сақтау үшін цистерна шыны талшық қабатымен термиялық оқшауланған және болат табақшасымен қапталған. Цистернаның ішінде цистернаның қуысын циркуляция құбырымен байланыстыратын құбыры өтеді.

Цистернада битум материалының деңгей көрсеткіші орнатылған. Цистенаның толтырылуы мен босауы кезінде көрсеткіштің қалтқысы өзінің бағанымен бағыттаушы цистерна бойымен қозғалады, білікті және онда орнатылған тісті секторды айналдырады, ол конус шестернясымен іліністе тұрады, цистернадағы материал мөлшерін көрсететін жебенің осінде орнатылған. Жебенің осі цистернаның артқы түбіне бекітілген кронштейнде орнатылады және цистернадан битум материалының ағуына жол бермейтін тығыздама арқылы сыртқа шығарылады.

Цистернаны шасси рамасына орнатылатын және оған ілмектермен бекітетін ағаш брустарға тіректермен орнатады [5]

Цистернаның коммуникациясы үлкен краннан, шестернялы насостан, шағын краннан және құбыр өткізгіштерден құралады: циркуляция, қабылдау, беру, арынды, қайтару және коммуникацияны жуу.

Орталық таратқыш құбырында өзінің мембраналарымен рейканы таратқыш құбырына қатысты тасымалдайтын екі пневмокамера бекітіледі. Сондай-ақ форсункалардың мойыншасының саңылауына кіретін рейкалар саусағы форсункаларды ашып немесе жауып отырып тығындарды айналдырады.

Сол, оң және соңғы таратқыштардың рейкасы орталық рейкасымен ілме құлып арқылы бекітіледі (осы таратқыштардың жұмысы қажет болғанда). Көліктік жағдайда үлестіргіштің оң және сол таратқыштары қабатталып, стопормен бекітіледі. Соңғы таратқыш көліктің рамасына бекітіледі.

Битум насосының жетегі келесідей жүзеге асырылады: шасси қозғалтқышынан айналу моменті берілістер қорабына – қуатты таңдау білігі – карданды берілістен насосқа. Қуатты таңдау қорабы – үш жылдамдықты, берілістер қорабынының оң люктің (көлік жүрісі бойынша) фланецінде орналасқан. Қуатты таңдау қорабының жетегі берілістер қорабының артқы жүрістің шестерня блоктан жүзеге асырылады [4]

Автогудронатордың отын жүйесі автобитумтасымалдағышта сипатталғандай бірдей және отын бактан, отын құбырынан, ауа өткізгіштен, екі стационарлы және бір тасымал оттықтан тұрады. Көлемі 20 л болатын отын багі автогудронатордың оң қанатында орналасқан және 4,5 кгс/см2 қысымға реттелген ауа клапаны болады. Бакта қысым артқан кезінде клапан автоматты түрде ашылады, ал отын жүйесінде 4,5 кгс/см2 қысымнан жоғары болуына жол бермей, ұстап тұрады.

Стационарлы оттықтар құбырлардың фланецінде орналасқан және бір-бірінен тәуелсіз болуы мүмкін. Ол цистернадағы битум материалын жылытуға арналған. Отын жүйесіне жеңімен қосылатын тасымал оттығында жеке вентиль бар және құбырдың немесе насостың ішінде қатып қалған битум материалды жылытуға арналған [1,2].

Автогудронатордың пневможүйесіне ауа баллонығ үш пневмокамералары, құбыр өткізгіштер және пневмокран кіреді. Автогудронатордың ауа баллоны мен шасси құбыр өткізгішпен қосылған. Автогудронатор баллонынан құбырлар үш пневмокамерасына барады, оның біреуі тартқышпен шағын сол кранмен байланысқан және оның екі жағдайын қамтамасыз етеді. Жұмыс жағдайында кран қайтарудың құбырларын ашады (үлкен циркуляция). Екі басқа пневмокамералар орталық таратқышта орналасқан және таратқыштың рейкасын қозғалысқа келтіреді және форсункалар тығынының бұрылуын қамтамасыз етеді. Пневмокамераның жұмысын пневмокран арқылы басқарады, ол жүргізушінің кабинасында орналасқан. Көліктік жағдайда автогудронатордың пневможүйесі шасси пневможүйесінен өшіріп тастайды [6]

Автогудронаторда келесі аспаптар орнатылған: цистернада битум материалының деңгейін көрсеткіш, температурасы 0—200 °С шегінде өлшенетін термометр, насос білігінің айналу жиілігін көрсететін тахометр. Тахометр жүргізушінің кабинасында аспаптар қалқанында орнатылады және иілгіш білік және қуатты таңдау білігіне штуцер ілмегінің көмегімен қосылады.

Жоғарыда айтылған автогудронатордың сипаттамасы оның жылыту бойынша параметрі қарды еріткіш құрылғысы ретінде қолданылуына мүмкіндік береді.

Берілген конструкция жұмысының технологиясы келесідей,қабылдау бункерін 1 және бұрғыланған құбырдан айдалған таратқыш жүйесін қондырмамен бірге автогудронатордың (сурет 2.1) цистернасына орнатады, ол насос 7 және циркуляциялық құбыр 3 көмегімен жылынған суды жібереді, ол цистернаға тиелген қарға қызған суды бүркуін қамтамасыз етеді. Содан қызған судың ауамен байланысы орындалады. Қатаң және жұқа тазалау сауытпен араластырғышпен бірге қар суын 6 ағызуға арналған жеңді орнатады. Жылудың көзі оттық 5 пен ыстық құбырлар 4 болып табылады.

Қарағанды қаласының жүретін жолын тазалау кезінде КамАЗ көлігі базасында көлік самосвалдары қар тиегіштермен бірге жұмыс істейді, ол қаладан 10-15 км ара-қашықтыққа сыртқа орташа алғанда 8 м³ қарды шығарып тастайды. Үздіксіз жұмысы үшін бір қар тиегіш 3-5 көлік самосвалдарына қызмет көрсетеді. Есептеулер Қарағанды қаласының көлік жолдарын (ұзақтығы 973 км) тазалауға керек көлік самосвалдардың санын көрсетеді, жалпы ауданы шамамен 5772 км² болатын бір көлік самосвалының сыйымдылығын ескеріп 144300 бірлік техникасын құрайды. Қысқы уақытта қаланың жолына түсетін қардың орташа көлемі 1154400 м3 құрайды.

SNOW DRAGON [3] фирмасының қар еріткіш машиналары жалын құбырлы жылу қазандары технологиясын пайдаланады. Қоршаған ауаның минус температурасы болғанда да бактағы су 15 минут ішінде 38 ден 49°С дейін қызып қарды еріте алады. Ерітілген қардан алынған шығатын судың температурасы +16 дан 21°С құрайды, ол мұз жабындысының пайда болуын жояды, ал автогудронатордың қызғыш құбырлары 200⁰ температурасына дейін қызады. Осы машиналар жартылай тіркемелі болып табылады және бір объекттен келесі объектіге жиынтыққа байланысты 80 нен 104 км/сағатқа дейін болатын жылдамдықпен тасымалдануы мүмкін.

Машинаның операционды жүйе мен жиынтықтары жылытылатын бөлікте орналасқан, ол негізгі құраушы модульдарды ауа-райы жағдайынан сақтайды және басқару процесін жеңілдетеді. Қала жағдайында жұмыстарды тез жасау үшін бірдей аз өнімділікті қар еріткіш машиналар конструктивті жағынан пайдаланылады, мысалы SND-RM90 модельдері [3]

Есептеудің дәстүрлі әдісінен шыға отырып жылулық есебін бірнеше керекті рұқсат етулерді қабылдап өткіземіз, мысалы берілген машинада жылу берілісі конвективті жылу алмасу заңы бойынша орындалады және осындай режим кезінде жылу берілісі процесіне әсер ететін факторларды ескереміз, олар:

• сұйықтықтың қабырға бойында қозғалыстың пайда болу табиғаты;

• сұйықтық қозғалысының режимі;

• сұйықтықтардың физикалық қасиеті;

• сұйықтықпен шайылатын қабырға бетінің формасы, өлшемі мен күйі [6];

Сондықтан келесі рұқсат етулерді қабылдау керек:

-жылу алмасу жылу өткізгішпен орындалады;

-жылу алмасудың режимі – стационарлы;

-отынның жану температурасы тұрақты болады.

Констуркцияның негізгі артықшылықтарына жатқызуға болады:

- бункердің екі жағынан да қарды тиеу мүмкіндігі, қабылдайтын бөліктің ұзындығы 5,486 м;

-қалың табақшалы болаттан орындалған болат каркасымен бірге үлкен еріткіш бактың болуы;

-принцип бойынша (іске қосқыш штепсельдің) түйіндердің қосылып-өшуі (соның ішінде апатты);

-қалдық пен көміртекті болат сияқты басқа до қосындыларды бөлудің қос ішкі ағызылу бар жүйесінің болуы;

-бекітілетін есіктері бар жылытылатын және жарықтандырылған кабинасы, оттықтар, су насос пен генераторды қосатын қорғаушы құрылғысы;

-тазалауды жеңілдету үшін люктарды қолдану;

-қарды тиеу кезінде бактың қабылдайтын бөліктің бүйірін қорғау үшін машинаның бортында ағаш брустарының орналасуы;

-судың циркуляциясы үшін өнімділігі 1135 л/мин болатын, фильтрмен жабдықталған екі насос;

-еріткіш бактың ішінде орналасқан екі панельдер, ол тиелген қарды үлкен қысым астында жылы суды бүркейді;

-еріткіш бактың үш жағы бойынша орналасқан бүркуге қарсы дефлекторлар;

-шусыз операционды режимі;

-қондырылған жарықтандыру жүйесі;

-көзбен шолу және дыбыс сигнализациясы.