Трёхроторный снегоочиститель

    1.2. Роторные снегоочистители 

    1.2.1 Назначение, классификация, устройство 

    Роторные  снегоочистители предназначены  для расчистки глубоких заносов. Рабочими органами у них служат роторные устройства: они срезают и захватывают снег лопастями вращающегося ротора и отбрасывают его в сторону от пути. На железных дорогах разработаны одно-; двух- и трёхроторные снегоочистители, а также фрезерно-роторные. Однороторные снегоочистители представляют собой вращающий ротор большого диаметра, установленный на передней стенке машины. Ось вращения ротора параллельна оси пути. По образующим ротора закреплены радиальные лопасти. Ротор закрыт кожухом с выбросным окном в верхней части. При поступательном движении машины ротор врезается в снежный массив, вращающиеся лопасти срезают снег, подают его к выбросному окну и выбрасывают под действием центробежной силы, т.е. в этом рабочем органе вырезание, захват и отброс снега выполняются одним ротором. У двухроторного снегоочистителя процесс разделён - один ротор (питатель) отделяет снег от массива и подаёт его в другой ротор - выбросной, которым отбрасывается снег. Ротор - питатель расположен горизонтально (ось его вращения перпендикулярна оси пути ), состоит из барабана с лопастями. При вращении этого ротора снежная стружка начинает срезаться снизу, вырезанный снег поднимается и попадает в выбросной ротор (такой же конструкции, как и у однороторного). Лопастями ротор выбрасывает снег. Эта машина не нашла широкого применения.

    Трёхроторный  снегоочиститель имеет один выбросной  ротор и два ротора-питателя, расположенных один над другим, что позволяет увеличить высоту убираемого слоя снега. Питатели направляют струю снега в выбросной ротор. Однороторные снегоочистители обладают большим недостатком - возникают значительные лобовые сопротивления. Это вызвано тем, что для прохода снегоочистителя и локомотива нужна прямоугольная траншея, а активная площадь ротора, забирающая снег, представляет собой площадь круга. Таким образом, снег в углах траншеи и в центре ротора (ступица) не срезается, а спрессовывается и сдвигается к ротору под давлением направляющих плоскостей. Поэтому площадь активного резания составляет всего 66% площади разрабатываемой траншеи (34% — пассивная площадь), что способствует повышению лобового сопротивления. В связи с этим однороторные машины не выпускаются. Этот недостаток устранён в машинах с двух- или трёх- роторными устройствами, у которых питатель срезает снег по всей площади разрабатываемой траншеи. Второй недостаток снегоочистителей с торцовым ротором — они режут и отбрасывают снег одним и тем же ротором. Для дальнего отброса нужна большая скорость выбранного ротора, поэтому резание производится на этой же скорости. Машины с двух- и трёхроторным снегоочистительными устройствами режут и отбрасывают снег различными роторами; роторы-питатели, которыми срезается снег, имеют линейную скорость вращения, примерно в 2,5 раза меньшую, чем выбросные; следовательно, мощность, необходимая для резания снега, у них меньше, чем у машин с торцовым ротором.

    Трёхроторный электроочиститель ЭСО-3 очищает железнодорожные пути от снежных заносов глубиной до 4,5 м. при любой плотности снега. В передней торцовой части снегоочистителя (рис. 1.6, а) размещено трёхроторное снегоочистительное устройство, разрабатывающее прямоугольную траншею. Спереди установлены два ротора-питателя 5 и 7, между которыми расположен рассекатель 6, направляющий снежную струю в выбросной ротор 10. Роторы-питатели вращаются в противоположные стороны: верхний - по часовой, нижний - против часовой стрелки. Для очистки пути ниже уровня головки рельсов (на 50 мм) служит нож 8, управляемый пневмоцилиндрами 9. Выбросной ротор отбрасывает снег влево или вправо от оси пути до 50 м. Снег выбрасывается через левое или правое выбросное окно, которое механик закрывает перекидной заслонкой штурвалом 3 с зубчатым сектором.

    Выбросной ротор 10 вращают два электродвигателя 12 постоянного тока посредством шестерёнчатого редуктора 11 (см. рис. 1.6, а). Впереди в кузове размещён пульт управления, а заднее помещение 1 предназначено для отдыха бригады. Снегоочиститель  перемещают  переоборудованным  тепловозом  ТЭ2 или ТЭЗ, от которого поступает ток к двигателям всех рабочих органов. Мотор-генераторная группа 13, установленная в кузове, позволяет получать низкие и устойчивые поступательные скорости передвижения — состоит из электродвигателя и генератора. Ток от генераторов тепловоза поступает к двигателю мотор-генераторной группы, а ток, вырабатываемый генератором установки, - к тяговым электродвигателям тепловоза. 
 
 

    1.6. Трехроторный снегоочиститель (а) и кинематическая схема его ротора-питателя (б):

    1 - служебное помещение; 2 - пульт управления; 3 - штурвал управления заслонкой; 4 - пневмоцилиндр открытия крыльев; 5, 7 - ротор-питатель; 6 - рассекатель; 8 - подрезной нож; 9 - пневмоцилиндр управления ножом; 10 - выбросной ротор; 11 - редуктор; 12 - электродвигатели выбросного ротора; 13 - мотор-генераторная группа; 14 - воздушный резервуар; 15 - противовесы; 16, 17, 18 - электродвигатель, барабан и лопасть ротора-питателя; 19, 20, 21 - цапфа, подшипник и редуктор ротора-питателя. 

    Меняя напряжение возбуждения генератора этой установки, можно регулировать напряжение, вырабатываемое генератором (от 50 до 550 В), и скорость движения тепловоза вместе со снегоочистителем. Генератор первой секции тепловоза питает двигатели питателей и моторгенераторной группы, а генератор второй секции - двигатели выбросного ротора.

    Конструкции верхнего и нижнего роторов-питателей  аналогичны. Ротор-питатель (рис. 1.6, б) состоит из барабана 17 с лопастями 18, внутри которого размещён электродвигатель 16 с трёхступенчатым редуктором 21. Двигатель имеет фланцевые крышки, в которых на подшипниках 20 установлены полуоси, прикреплённые к раме машины. Последнее зубчатое колесо редуктора - это зубчатый венец с внутренним зацеплением, закреплённый на внутренней поверхности барабана ротора-питателя. Корпус электродвигателя и полуоси с рамой машины образуют неподвижную систему. Вокруг неё вращается барабан. Одна из полуосей полая, через неё проходит кабель к двигателю. 
 

    Таблица 1. Технические    характеристики    роторных    снегоочистителей

    1.3. Машины для очистки станций от снега 

    1.3.1. Назначение, классификация, устройство 

    Машины  оснащены устройствами для очистки путей от снега, погрузки его на специальный подвижной состав, транспортирования и выгрузки. Устройства могут быть установлены в одном специальном вагоне или в нескольких. В зависимости от этого машины делятся на снегоуборочные поезда и одновагонные снегоуборщики. Для железных дорог разработаны снегоуборочные поезда системы ПТКБ ЦП, (СМ-2) СМ-3, СМ-6 и одновагонные снегоуборщики СМ-4 и СМ-5. В состав снегоуборочного поезда входят: головная единица, один или несколько промежуточных полувагонов (для накопления снега) и концевой полувагон с устройством для его выгрузки. В качестве головной единицы разработаны снегоуборочные машины СМ-2; различных модификаций, СМ-6, СМ-3. Работа любой снегоуборочной машины основана на следующем принципе: снег с пути заборным органом подаётся на конвейер машины, который доставляет его в полувагоны (расположенные за машиной), для многовагонных единиц или в ёмкость для одновагонных. Заборный орган - основной рабочий орган машины, от него зависят область применения машины и качество работы. Существует два типа заборных рабочих органов: ножевой и роторный.

    Ножевой рабочий орган (рис. 1.7, а) -  это жёсткий нож 1. установленный впереди машины поперёк пути (служит продолжением ленточного конвейера 2). В рабочем положении нож опускается на 50 мм ниже уровня головки рельсов, поэтому на ноже сделаны вырезы для рельсов. При движении машины нож срезает слой снега толщиной Н и подаёт его на конвейер, где снег распределяется слоем Н_{. Недостатки этого типа заборного рабочего органа: нельзя очищать стрелочные переводы, переезды, пересечения; после прохода машины на пути остаётся слой снега толщиной h, при уборке мокрого снега перед ножом может образоваться снежный вал, который движется впереди, не поступая на конвейер. Положительные особенности ножевого заборного органа - простая конструкция, можно очищать снег с большими рабочими скоростями (большая производительность), малые удельные затраты энергии.

    Роторный заборный орган (рис. 1.7, б) состоит из поперечного ротора-питателя 3 (как у двух- и трёхроторных снегоочистителей) с гибкими тросовыми или проволочными лопастями (ротор-питатель). При вращении ротора лопасти срезают снег до поверхности шпал и подают его на конвейер 2. Гибкие лопасти позволяют очищать стрелочные переводы, крестовины, переезды и т. п. Летом машины с таким заборным органом используются для очистки путей от засорителей (угля, торфа, шлака). Ножевым заборным органом оснащались снегоуборочные машины типа СМ в сочетании с ротором. Все выпускаемые снегоуборочные машины оснащены щёточным ротором-питателем. На снегоуборочной машине СМ-2 установлены нож и щёточный ротор-питатель, которые могут работать вместе или отдельно. С конвейера снегоуборочной машины снег поступает в промежуточные полувагоны снегоуборочного поезда, установленные за машиной. Кроме снегоуборщиков, на крупных станциях с интенсивным движением, где затруднён вывоз снега, можно использовать снеготаялки: забираемый с пути снег подаётся в цистерну с горячей водой или паром, где он тает, вода сливается в канализационную сеть. Стрелки очищают от снега при помощи электрических или газовых обогревателей, а также обдувают сжатым воздухом.  

    Рис. 1.7. Рабочие органы снегоуборочных машин:

    а - ножевой; б - роторный; 1 - нож; 2 - конвейер; 3 - ротор-питатель 

    Снегоуборочный  поезд (рис. 1.8) конструкции ПТКБ ЦП МПС (ПСЭ - поезд снегоуборочный электрифицированный).   Поезд состоит из головной снегоуборочной машины СМ-2 (СМ-2А, СМ-2Б), одного или двух промежуточных и одного концевого полувагонов. Снегоуборочная машина СМ-2 (см. рис. 1.8, а) -  наиболее распространённая -  грузит снег или засорители в полувагоны снегоуборочного поезда. Рабочий орган машины - щёточный роторный питатель 19, вращается двигателем 2 переменного тока. Питатель смонтирован на траверсе и с ней может подниматься и опускаться пневмоцилиндром 17. Питатель имеет защитный козырёк 20. За питателем установлен нож 18, которым можно очищать путь на 50 мм ниже уровня головки рельсов. Забираемый питателем или ножом снег подаётся на конвейер 15, состоящий из наклонной (под углом 30°) и горизонтальной частей. Носовая часть конвейера в транспортном положении поднимается на 400 мм. Для забора снега с междупутья в головной части машины укреплены два крыла 1 с шириной захвата 5,1 м. Посередине машины расположено устройство для сколки льда или уплотнённого снега на 80 мм ниже головки рельсов шириной 4 м. Оно состоит из средней 13 и двух боковых частей 10. В транспортном положении средняя часть устройства поднята, а боковые убраны в габарит. На машине СМ-2 до модернизации боковые   щётки   для   очистки   междупутий   были   смонтированы посередине машины. В рабочем положении они поворачивались в сторону междупутья на угол 45° и опускались на 150 мм ниже головки рельсов. Для очистки междупутья щётками необходимо было делать два прохода: при первом проходе снег забрасывался внутрь колеи, при втором — забирался питателем.

    Для исключения двух проходов СМ-2 модернизирована  и выпускается под маркой СМ-2А, Б. У неё щётки 22 установлены в нижней части боковых крыльев (рис. 1.8, а). Механизмы подъёма и закрытия крыльев, подъёма козырька, ротора и льдоскалывателя управляются кранами 4 из кабины. Воздух поступает от компрессора локомотива. В задней части машины установлена электростанция (200 кВт), питающая энергией двигатели питателя, конвейера и боковых щёток. 

    Рис. 1.8. Снегоуборочный поезд:

    a - машина СМ-2А; б, в - промежуточный и концевой (разгрузочный) полувагон; 1 - боковое крыло; 2, 23 - электродвигатели привода ротора и щеток; 3, 24 - пневмоцилиндры крыльев; 4 - краны управления; 5 - машинное отделение; 6 - привод конвейера; 7 - дизель; 8 - генератор; 9 - аккумуляторная батарея; 10 - боковые льдоскалыватели; 11 - цилиндр управления боковыми льдоскалывателями; 12-рама машины; 13 - средний льдоскалыватель; 14, 17 - пневмоцилиндры подъема: среднего льдоскалывателя; роторного питателя; 15 - конвейер; 16 - тележка; 18 - подрезной нож; 19 - питатель; 20 - защитный козырек; 21 - цилиндр управления козырьком; 22 - боковые щетки; 23 -электродвигатель привода боковых щеток; 25,28 - привод конвейера; 26, 27, 30 - конвейеры: пластинчатый, накопитель поворотный; 29 - поворотный круг; 31 - рыхлитель

    Самоходные  снегоуборщики. Для уменьшения простоя машин из-за отсутствия локомотивов разработаны самоходные снегоуборщики СМ-3  и СМ-4.  Самоходный снегоуборочный поезд СМ-3 состоит из четырёх полувагонов, может компоноваться в таких вариантах: две единицы - головной и концевой полувагоны (вместимость состава 160 м³); три единицы - головной полувагон;  промежуточный и концевой полувагоны  (вместимость состава 285 м³) четыре единицы - головной полувагон, два промежуточных и концевой полувагоны (вместимость состава 410 м³). Летом для работы по уборке мусора к составу прицепляется цистерна для воды. В передней части головного полувагона установлены щёточный ротор-питатель 3 и подрезной нож 4 (рис. 1.9, а). Они подают забираемый с пути материал на скребковый загрузочный конвейер 5, который направляет его на пластинчатый конвейер-накопитель 7 (лента его движется с небольшой скоростью). Боковые крылья 2 оборудованы щётками. Поливочное устройство машины состоит из насоса, запорного вентиля с электроприводом для управления из кабины, разводящих трубопроводов и насадок для распыления воды. Оно используется летом для улучшений условий работы. Подрезной нож 4 (установлен за щёточным питателем) - второй заборный орган - убирает уплотнённый снег значительной толщины при большой поступательной скорости машины. Устройство   8 скалывает лёд и рыхлит уплотнённый снег, состоит из среднего и двух боковых льдоскалывателей, представляющих собой двухрядную борону со стальными зубьями. Рельсы очищает щётки 6. На крыльях 2 (см. рис. 1.8, а) установлены с тыльной стороны щётки 1, очищающие междупутья. Они вращаются электродвигателем 3 через цепную передачу. Поднимаются и поворачиваются крылья 2 в транспортное положение цилиндрами.