Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

МОБИЛЬНЫЙ ЗАВОД ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ВРЕМЕННЫХ ЗИМНИХ ДОРОГ

Обухов А.Г. 1 Мерданов Ш.М. 1 Костырченко В.А. 1 Мадьяров Т.М. 1
1 ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Рассмотрены способы производства строительного материала для временных зимних дорог. Предложено изобретение, которое относится к дорожному строительству и может быть использовано для производства строительного материала при сооружении зимних автодорог. Цель исследования – изготовление снеголедового щебня и упрощение технологии строительства и ремонта дорог. Предложенное устройство содержит смонтированные на раме бункер для снега с увлажнением, основной скребковый конвейер с приводным барабаном, расположенный под разгрузочным окном бункера, механизмы предварительного и окончательного уплотнения снега, установленные под основным скребковым конвейером. Устройство дополнительно оснащено механизмом распиловки, включающим два блока пил, поддерживающие и направляющие элементы, закрепленные на раме, причем блоки пил установлены последовательно один за другим, пилы в первом блоке установлены перпендикулярно пилам во втором блоке, а поддерживающие и направляющие элементы выполнены в виде вальцов. Устройство производит материал, обеспечивающий плотную поверхность дороги, что увеличивает прочность и долговечность, значительно упрощает технологию строительства и ремонта дорог.
мобильный завод
снег
снежная масса
строительство дорог
автозимник
строительный щебень
1. Колунина В.А., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Проектирование машины для содержания и ремонта временных зимних дорог на базе снегоболотохода «Странник» // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства: материалы Международной научно-технической конференции. – Тюмень, 2015. – С. 150–153.
2. Колунина В.А., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Приоритеты развития наземных транспортно-технологических комплексов в освоении континентального шельфа // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства: материалы Международной научно-технической конференции. – Тюмень, 2015. – С. 147–149.
3. Костырченко В.А., Спиричев М.Ю., Шаруха А.В., Мадьяров Т.М., Строительство временных зимних дорог как элемент приоритетного направления развития науки, технологий и техники в российской федерации // Нефть и газ Западной Сибири: материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Тюменского индустриального института / ответ. ред. О.А. Новоселов. – Тюмень, 2013. – С. 147–151.
4. Костырченко В.А., Шаруха А.В., Спиричев М.Ю., Мадьяров Т.М., Строительство временных зимних дорог как элемент приоритетного направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации // Нефть и газ западной Сибири: материалы Международной научно-технической конференции. – Т.4. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. – 173 с. (147–151).
5. Мадьяров Т.М., Мерданов Ш.М., Костырченко В.А. Устройство для ремонта автозимников // Интерстроймех 2014: материалы Международной научно-технической конференции. – Самара, 2014. – С. 229–232.
6. Мадьяров Т.М., Костырченко В.А., Шаруха А.В., Спиричев М.Ю. Влияние зимних дорог на жизнедеятельность растений крайнего севера // Нефть и газ Западной Сибири: материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Тюменского индустриального института / ответ. ред. О.А. Новоселов. – 2013. – С. 53–59.
7. Мерданов Ш.М., Обухов А.Г., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Самоходный скрепер со снегоуплотняющим агрегатом // Инженерный вестник Дона. – 2014. – № 3 – Режим доступа: http:// http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2014/2511 (доступ свободный) – Загл. с экрана.
8. Мерданов М.Ш., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Проектирование вибрационного катка для строительства временной зимней дороги // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства: материалы Международной научно-технической конференции. – Тюмень, 2015. – С. 207–209.
9. Мерданов Ш.М. Механизированные комплексы для строительства временных зимних дорог: монография. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. – 196 с.
10. Мерданов Ш.М., Сысоев Ю.Г., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Машина для ремонта временных зимних дорог // Инженерный вестник Дона. – 2014. – Т. 29. – № 2. – С. 101.
11. Обухов А.Г., Мерданов Ш.М., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Самоходный скрепер со снегоуплотняющим агрегатом // Инженерный вестник Дона. – 2014. – Т. 30. – № 2. – С. 58.
12. Петухова О.А., Цыдыпова Д.О., Костырченко В.А., Анализ проблем зимнего содержания автомобильных дорог // Транспортные и транспортно технологические системы: материалы Международной научно-технической конференции, – Тюмень: ТюмГНГУ, 2013 – 236 с.
13. Петухова О.А., Цыдыпова Д.О., Костырченко В.А., Классификация машин для содержания зимних автомобильных дорог // Транспортные и транспортно технологические системы: материалы Международной научно-технической конференции. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2013 – 236 с.
14. Сысоев Ю.Г., Мерданов Ш.М., Мадьяров Т.М., Костырченко В.А. Машина для ремонта временных зимних дорог // Инженерный вестник Дона. – 2014. – № 2. – Режим доступа: http:// www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2412 – Загл. с экрана.
15. Шевалдин А.Г., Приб Г.С., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Передвижной завод по производству пеллет на базе трелевочного трактора мсн-10-003-04 // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства: материалы Международной научно-технической конференции. – Тюмень, 2015. – С. 377–381.

Транспортировка грузов, машин и оборудования для Крайнего Севера является важной задачей для развития нефтегазовой отрасли в Российской Федерации. Суровый климат и отсутствие других средств доставки является актуальной проблемой на сегодняшний день. Учитывая, что капитальные дороги являются нерентабельными для данного географического региона, существует потребность в альтернативных путях доставки грузов. Строительство временных зимних дорог (автозимники) является одним из наиболее эффективных решений данной проблемы. Технологии по строительству автозимников вызывают все больший интерес у научных школ данного направления, в связи с этим возникают перспективы для дальнейшего развития нефтегазовой отрасли. Появляются разнообразные строительные материалы, используемые в качестве основных компонентов при возведении основания снеголедовой дороги.

Этому виду дорог в последнее время придается важное значение. Разработаны нормативные документы по проектированию, строительству и содержанию сезонных автомобильных дорог, совершенствуется техника для прокладки автозимников по целинному снегу и наращивания ледового покрова. Опыт освоения, например, Уренгойского и Ямбурского месторождений показал, что использование традиционных автозимников с расчисткой снега до поверхности грунта экономически не выгодно из-за частых заносов и экологически вредного нарушения растительного покрова тундры ходовыми системами машин.

Анализ данных метеорологических постов северной части Тюменской области за последние 20 лет показывает, что число дней с метелью за год может достигнуть 130, объем снегопереноса превышает 1000 кубических метров на погонный метр дороги, а высота снежного покрова к концу зимы составляет 30–120 сантиметров. Динамика выпадения снежных осадков северных районов такова, что уже в ноябре месяце образуется достаточное количество снега для свободного переноса ветром. Низкие и резко колеблющиеся температуры этого периода зимы способствуют образованию метелей.

Традиционный автозимник с расчисткой снега до поверхности грунта в таких условиях превращается в классический снегосборник и становится неприемлемым для нормального движения транспорта [1, 2].

В зависимости от грузооборота и интенсивности движения транспортных средств зимние дороги делятся на 3 категории (таблица).

Категории снеголедовых дорог

Категория

Расчетные скорости

Ширина дороги

Интенсивность, маш./сут

Тип дороги

Ровная

Пересеченная

Горная

I

70

50

40

8

> 3000

магистральная

II

60

40

30

7

< 90

подъездная

III

50

30

25

6

> 90

технологическая

 

Одним из способов повысить несущую способность дорожного полотна является изготовление снежного щебня. Для создания данного строительного материала необходимо разработать конструкцию для производства строительного материала, используемого при сооружении зимних автодорог [3,4].

Устройство изготовляет габаритные снежные блоки. Устройство содержит смонтированные на раме бункер для снега с увлажнением, основной скребковый конвейер с приводным барабаном, расположенный под разгрузочным окном бункера, механизмы предварительного и окончательного уплотнения снега, установленные под основным скребковым конвейером. Устройство дополнительно оснащено механизмом распиловки, включающим два блока пил, поддерживающие и направляющие элементы, закрепленные на раме, причем блоки пил установлены последовательно один за другим, пилы в первом блоке установлены перпендикулярно пилам во втором блоке, а поддерживающие и направляющие элементы выполнены в виде вальцов [5–8].

pic_50.tif

Мобильный завод по производству строительного материала для временных зимних дорог: 1 – бункер; 2 – скребковый конвейер; 3 – приводной барабан; 4 – натяжной барабан; 5 – рабочая ветвь конвейера; 6 – нижняя ветвь конвейера; 7 – скребок; 8 – дополнительный конвейер; 9 – рабочая ветвь дополнительного конвейера; 10 – нижняя ветвь дополнительного конвейера; 11 – ленточный конвейер; 12 – скребок; 13 – увлажнитель; 14 – первый блок пил; 15 – вал; 16, 17 – поддерживающие вальцы; 18 – направляющие вальцы; 19 – второй блок пил; 20 – брусья; 21 – направляющее устройство; 22 – поддерживающее устройство; 23 – кулачковый валик; 24 – кожух; 25 – технологический блок; 26 – вентилятор; 27 – транспортер

Цель изобретения – мизготовление снеголедового щебня и упрощение технологии строительства и ремонта дорог.

Цель достигается дополнительным оснащением устройства, изготавливающего снежные блоки, механизмом распиловки, включающим два блока пил, поддерживающие и направляющие элементы, закрепленные на раме устройства, причем блоки пил установлены последовательно один за другим, пилы в первом блоке установлены перпендикулярно пилам во втором блоке, а поддерживающие и направляющие элементы выполнены в виде вальцов.

Устройство для изготовления строительного материала для зимних автодорог содержит бункер для снега, под разгрузочным окном которого установлен основной скребковый конвейер с приводным барабаном и натяжным барабаном, выполненный с возможностью регулирования скорости движения. Рабочая и нижняя ветви основного конвейера имеют скребки, шарнирно присоединенные к ним [9–12].

Внутри бункера установлен механизм предварительного уплотнения снега, выполненный в виде дополнительного приводного скребкового конвейера, рабочая ветвь которого установлена под углом к вертикали. Нижняя ветвь дополнительного конвейера расположена в плоскости, параллельной рабочей плоскости основного конвейера. Механизм окончательного уплотнения снега выполнен в виде ленточного конвейера, установленного над основным конвейером с регулируемым зазором, величиной которого задают толщину формируемых блоков. Конструкция скребков, установленных на дополнительном конвейере, аналогична конструкции скребков основного конвейера. Направление движения скребков нижней ветви конвейера совпадает с направлением движения скребков верхней ветви конвейера. В бункере установлен увлажнитель для снежной массы [13–15].

На раме основного конвейера установлен первый блок пил на валу с поддерживающими и и направляющими вальцами. Направление вращения вальцов показано стрелками на рис. 1. В торце рамы основного конвейера установлен второй блок пил для распиловки брусьев с направляющим и поддерживающим устройствами. Направляющее устройство включает два кулачковых валика. На раме основного скребкового конвейера за механизмом окончательного уплотнения укреплен охлаждающий кожух, который охватывает поверхности конвейера с технологически готовыми блоками и механизм распиловки. B верхней части кожуха установлен вентилятор.

Под вторым распиловочным блоком установлен транспортер для удаления готовой продукции.

Устройство монтируют на тракторных санях, агрегатируемых с трактором типа Б-10М.

Устройство работает следующим образом. Рыхлый промороженный снег, поступающий в бункер, увлажняют паром или водой, захватывают скребками движущейся ленты конвейера, выполняющего роль прессователя-набивателя, и транспортируют, постепенно уплотняя.

Транспортер конвейера с прессуемым блоком перемещается по направлению движения прессуемой массы. Окончательно блок допрессовывают ленточным конвейером. При принудительном охлаждении снеголедовые блоки подают пилам и распиливают на брусья, которые дополнительно охлаждают и направляющим механизмом укладывают в поддерживающий механизм, где распиливают на снеголедовый щебень пилами при одновременном принудительном охлаждении. Готовый щебень подают на транспортер и далее на площадку готовой продукции.

Устройство для изготовления строительного материала для зимних автодорог производит снеголедовый щебень, который обеспечивает плотную поверхность дороги, чем увеличивает прочность и долговечность ее, значительно упрощает технологию строительства и ремонта дорог.

Рецензенты:

Захаров Н.С., д.т.н., профессор, действительный член Российской академии транспорта, г. Тюмень;

Торопов С.Ю., д.т.н., профессор кафедры «Транспорт углеводородных ресурсов», ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень.


Библиографическая ссылка

Обухов А.Г., Мерданов Ш.М., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. МОБИЛЬНЫЙ ЗАВОД ПО ПРОИЗВОДСТВУ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ВРЕМЕННЫХ ЗИМНИХ ДОРОГ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 9-2. – С. 290-293;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=39092 (дата обращения: 23.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074