Желательно при этом обойтись без химических составов, которые вредят экологии, портят обувь и шины. В сфере жилищно-коммунального и дорожного хозяйства для этого следует использовать средства малой механизации.
Особенно они нужны там, где крупногабаритной технике не развернуться. «Технополис» уже писал о созданных на автотракторном факультете ЮУрГУ машинах для скалывания уплотнённого снега и льда, с помощью которых можно очищать дворы, тротуары, пешеходные дорожки, остановки общественного транспорта. Эти изобретения неоднократно демонстрировались на различных выставках и неизменно привлекали внимание публики.
Работа над проектом, которым руководит доцент кафедры «Колёсные, гусеничные машины и автомобили» (КГМиА) АТ факультета Евгений Ильич Кромский, продвигается, в ней участвовали и участвуют студенты факультета – Д. Шафиков, Е. Маньков, А. Аббакумов и другие. Создано несколько образцов машины, отличающихся по характеристикам. Все они работоспособны и могут выпускаться серийно.
Расскажем об этих механических помощниках более подробно.
Для уборки свежевыпавшего снега разработано достаточно моделей техники. А как быть с уплотнённым снегом и обледенением? Самый простой и понятный путь – использовать инструменты режущего типа. Но с точки зрения затрат энергии скалывание льда лучше, чем резание: лёд откалывается крупными кусками, которые не надо измельчать. Для этой цели можно использовать серийно выпускаемые промышленностью вибромашины (виброплиты, вибротрамбовки массой от 30 до 80 килограммов, с мощностью привода от 1 до 4,5 киловатта), внеся небольшие изменения в конструкцию.
Кафедра КГМиА ЮУрГУ при участии студентов старших курсов автотракторного факультета и поддержке НПП «Учтех-Профи» провела серию испытаний льдоскалывателей на базе широко распространённых и сравнительно дешёвых виброплит отечественного и зарубежного производства.
В качестве главных параметров выбраны величина возмущающей силы (Н) и частота силовых импульсов (Гц). Модернизация льдоскалывателя заключалась в приваривании ножей к подвижной плите. Рассматривались три варианта расположения ножей на рабочей поверхности плиты: вдоль движения, поперёк и под углом, в виде шевронов.
Выяснилось, что высокочастотные (30–50 Гц) силовые импульсы успешно справляются с разрушением льда и уплотнённого снега, но для перемещения льдоскалывателя требуется значительное физическое усилие оператора, так как амплитуда колебаний ножей почти всегда меньше толщины разрабатываемого слоя материала, и ножи упираются в расположенный впереди слой.
Следующий шаг модернизации льдоскалывателя – увеличение амплитуды колебаний рабочего органа за счёт уменьшения массы подвижной плиты и замены резиновых подушек крепления к монтажной плите на пружинные подвески. Амплитуда колебаний выросла примерно вдвое, но толкающее усилие оператора оставалось приемлемым только на площадках с тонким слоем льда и снега. При толщине обрабатываемого слоя свыше трёх миллиметров работа льдоскалывателя становилась затруднительной и менее эффективной.
У третьей модели опытного образца к подвижной плите прикрепили роликоопоры, а на их внешней поверхности уже смонтировали ножи. Передвигать такой льдоскалыватель стало значительно легче, но при толщине разрушаемого слоя более 20 миллиметров эффект уменьшения тягового усилия снижается, поэтому пришлось отказаться от привлекательной идеи использовать сравнительно недорогие виброплиты.
Работоспособный вариант льдоскалывателя, отвечающий требованиям производства и НПП «Учтех-Профи», – самопередвигающуюся машину, способную счищать до 40 миллиметров льда и уплотнённого снега за проход, – сделали на базе вибротрамбовок. Эти механизмы предназначены для работы на упругом основании (уплотнения дорожно-строительных материалов), поэтому пришлось усовершенствовать узел подвески подвижной плиты (башмака), в результате чего перестали выходить из строя рабочие пружины. ЮУрГУ изготовил и испытал четыре опытно-промышленных льдоскалывателя: два с электроприводом, а два – с приводом от двигателя внутреннего сгорания. «Ледоколы» с электроприводом в настоящее время используются в учебном процессе на кафедре КГМиА, а машины с ДВС переданы в Монтажное управление № 3 и ООО «Водоканалстрой-1» Челябинска.
Коэффициент использования модернизированных трамбовок при полной загрузке (тёплый и зимний сезоны) вырос вдвое, при этом сократился период окупаемости средств малой механизации, уменьшилась доля ручного труда при содержании городских территорий в зимний период.
Опытные образцы льдоскалывателей демонстрировались на выставках научно-технического творчества молодёжи в Челябинске и во Всероссийском выставочном центре в Москве.
На основе предложенных разработок ЮУрГУ проблема очистки городских территорий от уплотнённого снега и льда может быть решена городскими властями Челябинска в кратчайшие сроки. Применение «ледоколов» облегчает труд дворников, снижает травматизм среди пешеходов, делает комфортнее жизнь горожан.