AUTOVEHICULE SPECIALE- Maşini pentru curăţarea plajelor de nisip -

Indrumator: Sef lucr. dr. ing. Todor IoanStudent: Neica Tudor-SebastianGrupa: 1103

Maşini pentru curăţarea plajelor de nisip

Scopul lucrarii

In cadrul acestei lucrari de laborator se urmareste cunoasterea mecanismelor, echipamentelor si procedeelor utilizate pentru curatarea plajelor.

Auto-curatatoarele de plaja Auto-curatatoarele sunt vehicule care utilizeaza un dispozitiv de greblat sau cernere a nisipului de pe plaja, pentru indepartarea materialelor straine si a gunoaielor. Orasele cu litoral folosesc auto-curatatoarele de plaja pentru a indeparta gunoaiele de pe plaja, fie cele lasate de turisti, fie cele aduse de ape la mal, precum si la curatarea nisipului de scoici sau alte corpuri naturale. O sarcina dificila de indeplinit in intretinerea plajelor este aceea de a gasi metoda optima de colectare si manipulare a deseurilor, avandu-se in vedere eroziunea plajelor si evolutia geologica a terenului.

Auto-curatatoarele de plaja functioneaza colectand nisipul cu ajutorul unui mecanism de excavare sau de tragere, corelat cu un mecanism de greblare sau de cernere a obiectelor suficient de mari pentru a fi considerate obiecte straine, ca de exemplu bete, pietre, gunoaie, seringi, etc.

Metode de lucru

Metoda colectarii (sau a greblarii) este folosita pentru nisipul umed, suprafete dure sau poluate sever. La utilizarea acestei metode, lama culegatoare a vehiculului abia atinge suprafata de curatat, organele de greblat rotitoare fiind cele care patrund in nisip si arunca deseurile pe banda de cernere. Aceasta procedura de curatare are o mare viteza si se utilizeaza in principal pentru suprafete mari.

Metoda cernerii este practicata pe nisip uscat, pe suprafete moi si pe nisipul care are de asemena deseuri ingropate adanc. Nisipul, impreuna cu deseurile, sunt colectate prin intermediul lamei culegatoare (care penetreaza nisipul) pentru a fi cernute pe o banda rulanta perforata si de asemenea vibranta.

Metoda mixta este utilizabila pe orice textura de nisip, chiar si pe cele poluate cu hidrocarburi. Atunci cand se lucreaza cu aceasta metoda, lama de colectare a vehiculului se adapteaza la conditiile nisipului si penetreaza straturile superioare de nisip. Aceasta procedura este de mare viteza raportata la suprafata procesata, in special pentru curatarea cocoloaselor de ulei si eliminarea de alge marine.

Masini pentru indepartarea pietrelor

Curăţarea plajelor de pietre sau alte reziduuri sub formă de bucăţi solide se poate realiza cu diverse tipuri de utilaje, care au în componenţă organe de lucru specifice.

După modul de lucru, maşinile pentru îndepărtarea pietrelor pot fi cu acţiune discontinuă (ciclică), care îndepărtează succesiv pietrele relativ mari şi cu acţiune continuă, care adună pietrele prin afânare totală şi cernerea stratului de sol de pe toată suprafaţa.

Analiza constructivă şi funcţională a maşinilor

Maşinile cu acţiune ciclică extrag pietrele, folosind organe pasive (dinţi, colţi) sau active (pârghii), şi le transportă la distanţă maximă de 50-100 m. Aceste maşini se pot utiliza şi la scosul sau adunatul buturugilor şi au o construcţie asemănătoare cu maşinile pentru extras şi smuls cioturi.

Maşinile cu acţiune continuă pot fi tractate sau semipurtate şi servesc la colectarea pietrelor mici şi mijlocii aflate în stratul de sol de la suprafaţă. Ele au în componenţă organe active de lucru care realizează şi afânarea solului pe adâncimea de 25-30 cm.

Scheme de principiu pentru maşini adunat pietre cu acţiune continuă a.maşină de scos şi adunat pietre cu elevator; b.maşină cu rotor şi grătare vibratoare;c.maşină cu valţuri şi echipament de cernere

1.transportor elevator cu gheare şi vergele; 2.transportor transversal cu raclete; 3.rotor cu gheare; 4.grătare vibratoare pentru cernerea materialului; 5.brăzdar (pasiv sau activ); 6.valţuri rotative de separare a nisipului şi solului mărunţit

Variantele a şi b – pentru soluri mai uşoare, nisipoase (ex: plajele), care se mărunţesc uşor

Varianta c – mai mult pe terenuri mai grele şi mai dificil de mărunţit.

Înainte de colectarea pietrelor, solul poate fi mărunţit cu ajutorul plugurilor sau al cultivatoarelor agricole.

Organele active ale maşinilor preiau tot solul de pe adâncimea de lucru (a=25-30 cm) împreună cu pietrele şi îl deplasează către partea posterioară a maşinii. Organele pentru dislocarea stratului superficial execută dislocarea şi afânarea stratului de sol de la suprafaţă în care se găsesc pietrele, bolovanii şi unele impurităţi mecanice solide în vederea trimiterii împreună la organele de separare.

Organele de dislocare pot fi: pasive, active sau combinate.Organele pasive sunt, în general, brăzdare simple plate, triunghiulare cu aripioare sau

daltă, sau sub formă de jgheab.Organele active realizează în timpul lucrului o mişcare proprie astfel încât dislocarea

stratului de sol să se facă cât mai uşor. Ele pot fi construite sub forma unor transportoare cu vergele şi gheare (furci) pe lanţuri, a unor brăzdare oscilante sau rotoare cu furci sau gheare.

Transportoarele şi rotoarele cu gheare şi furci se utilizează pentru soluri mai uşoare, aşa cum sunt nisipurile plajelor.

Brăzdarele oscilante se folosesc pentru straturi superficiale mai compacte.Organele de dislocat combinate sunt alcătuite dintr-un brăzdar pasiv simplu şi un rotor

aruncător cu furci pentru o afânare mai bună a solului şi o separare mai uşoară a impurităţilor.Stratul de sol (nisip) dislocat, împreună cu pietrele şi impurităţile solide, este transmis la

un transportor separator sau la un grătar oscilant de scuturare. Brăzdarele pasive realizează dislocarea solului numai prin efectul de pană exercitat la deplasarea în faţă a maşinii.

Brăzdarele active oscilante sunt acţionate în mişcare oscilatorie printr-un mecanism bielă-manivelă şi se utilizează la toate tipurile de sol.

Unghiul de aşezare al brăzdarului pasiv se determină din condiţia de alunecare a materialului pe suprafaţa acestuia, fără deplasare laterală, cunoscând forţele care acţionează asupra lui: m.g – greutatea proprie; R – rezistenţa la dislocare a solului; F – forţa de frecare; N – reacţiunea brăzdarului asupra solului dislocat.

Fortele care actioneaza asupra materialului pe brazdar

{ R⋅cosα−mg⋅sin α−F≥0 ¿ ¿¿¿(1)

de unde rezultă unghiul de dispunere a brăzdarului:

tg α=R−μ⋅mgμ⋅R+mg (2)

unde: = tg este coeficientul de frecare al solului pe brăzdar; m – masa materialului de pe brăzdar;

R – rezistenţa la dislocare a solului; F – forţa de frecare.

Considerând că materialul alunecă pe distanţa l1 prin împingerea reciprocă a particulelor, fără să se compacteze, şi se deplasează datorită energiei cinetice pe distanţa l2, se poate determina lungimea totală a brăzdarului L. Dacă se scrie ecuaţia energiei cinetice şi a lucrului

mecanic exterior pe zona finală a brăzdarului se determină lungimea l2:

m⋅v2

2=F⋅l2+mg⋅l2⋅sin α

(3)

l2=v2⋅cosϕ

2 g⋅sin (α+ϕ ) (4)

unde forţa F s-a înlocuit prin *mg*cos, iar coeficientul de frecare prin tg .

Cunoscând adâncimea de dislocare a solului a, se determină lungimea L:

L= asin α

+ v2⋅cos ϕ2 g⋅sin(α +ϕ ) (5)

La brăzdarele oscilante procesul de lucru se desfăşoară în două faze: tăierea stratului de sol şi desprinderea acestuia. Pentru aceasta brăzdarul are o mişcare compusă dată de deplasarea maşinii cu viteza de înaintare v şi de rotaţia unui mecanism de acţionare de tip bielă-manivelă înclinat faţă de planul brăzdarului.

Rezistenţa la înaintare a brăzdarului şi caracterul deformării solului sunt influenţate de direcţia deplasării brăzdarului în sol prin unghiul de aşezare al acestuia şi unghiul mecanismului bielă-manivelă.

Un neajuns al brăzdarului oscilant este acela că, în timpul lucrului, adâncimea de lucru se măreşte periodic cu o valoare a datorită modului său de funcţionare, ceea ce duce la dislocarea unei cantităţi mai mari de sol. Pentru înlăturarea acestei deficienţe s-a realizat brăzdarul cu oscilaţii transversale.

Separarea pietrelor şi a impurităţilor mari se realizează, la maşinile de curăţat plajele, pe separatoare cu vergele (grătare rulante), site de separare (grătare oscilante) sau pe rotoare–valţuri de separare cu diferite profile exterioare. Separatoarele cu vergele sunt alcătuite din mai multe bare metalice unite între ele prin cârlige sau montate pe lanţuri formând astfel o bandă continuă de separare. Diametrul vergelelor este de 10 – 13 mm, pasul lor fiind de 30 – 40 mm.

Atât vergelele cât şi lanţurile trebuie executate din oţel de înaltă calitate şi tratate termic deoarece lucrează în mediu abraziv şi condiţii grele de lucru care conduc la o uzură pronunţată şi distrugere rapidă. Pentru scuturarea şi separarea materialului, pe ramura activă a separatorului cu vergele se montează un dispozitiv de agitare pasiv sau activ (role profilate libere sau role acţionate – ciocănele).

Mişcarea oscilatorie a ramurii active realizează deplasarea cu salturi a stratului de material, o intensitate mai mare de separare obţinându-se la o viteză mai mare a grătarului în cazul rolelor neacţionate sau la o frecvenţă mai mare de scuturare în cazul rolelor acţionate.

Sisteme de scuturare şi agitare a separatoarelor cu vergele

a. role pasive libere b.role acţionate (ciocănele)

Maşinile de curăţat plajele de nisip de reziduurile solide pot fi tractate, semipurtate sau autopropulsate, cu conducere manuală prin ghidon sau din cabina sursei de propulsie (tractorului).

Sistemul de preluare a reziduurilor de pe plajă de tip rotor poate fi prevăzut cu dinţi elastici pentru a preveni ruperea acestora. Poziţionarea rotorului cu degete elastice de preluare a reziduurilor şi dirijare a acestora pe transportorul cu bandă metalică se poate face în funcţie de viteza de deplasare, gradul de umezeală a nisipului, mărimea particulelor de reziduuri şi de adâncimea la care se lucrează.

Maşină de capacitate mică pentru curăţat plaja, cu dinţi elastici de preluare a reziduurilor şi transportor cu vergele pe lanţ, dinţii elastici fiind amplasaţi pe vergele. Degetele elastice preiau reziduurile şi pietrele de pe nisipul plajei, le deplasează în sensul de deplasare a maşinii şi le ridică apoi pe ramura oblică a transportorului cu vergele. Pe această ramură are loc separarea şi scuturarea de nisipul aderent la acestea, apoi reziduurile sunt descărcate în buncărul din spate.

BeachTech 2800 – autovehicul high-tech de curăţare plajă

Echipamentele pentru curatat plajele sunt instrumente necesare pentru toti managerii de

pe glob. Cele mai intalnite masini de curatat sunt cele tarctate. Cele mai intalnite societatii care

fabrica astfel de echipamente sunt Barber, Cherrington, BeachTech, Unicorn etc. Fiecare dintre

aceste intreprinderi fabricante de astfel de echipamente au mai multe modele care se pot adapta

necesitatilor managerilor si a celor care se ocupa de amenajarea plajelor.

Masinile care ajuta la curatarea plajelor de pietre, scoici, alge, ierburi marine, diferite

reziduuri, pete de ulei , substante poluante, sunt prevazute cu organe de lucru speciale. Dupa

modul de lucru avem masini cu actiune discontinua care indeparteaza succesiv pietrele relativ

mari si cu actiune continua care pe langa adunarea pietrelor mai afaneaza si nisipul si cerne

stratul de sol.

Maşină de curăţat plajele de nisip “Beach Tech 2800”

Caracteristicile principale ale masinii de curatat plajele BeachTech 2800:

Utilajul de tractare Tractor 4x4Puterea necesara 80 CPLatimea de lucru 2,5 mAdancimea de lucru 0-300 mmViteza de deplsare -Turatia prizei de putere 540 rpmCapacitate de lucru 30 000 mp/oraCapacitatea buncarului 2,8 metri cubiMasa 2500 kgGabarit L x l x H 5,8 x 2,5 x 2,2 mInaltimea de basculare 2,6 mSistemul de curatire Banda otel impletitaMarime particule retinute 25, 30 , 40

Performanta ridicata in curatarea zonelor mari, cu manevrabilitate ridicata- acesta este modelul BeachTech 2800 de dimensiuni medii pt plaje mari. Echipamentul BeachTech 2800 combina avantajele modelelor BeachTech 3000 si BeachTech 2000, o latime mare de lucru si dimensiuni compacte exterioare.O tehnologie de curatare a plajelor complet dezvoltata si o capacitate mare de incarcare rezulta din caracteristicile optime de curatare, precum aceste echipamente care pot curata pana la 30 000 de metri patrati pe ora. Tot ce este nevoie este de un vehicul de tractare, restul fiind realizat de catre BeachTech. In general aceste echipamente pot fi tractate sau semipurtate.

BeachTech ofera produse de inalta calitate echipate cu grebla de patentare, o metoda de tehnologie mixta de la Kässbohrer Geländefahrzeug. Aceasta tehnologie permite curatarea plajelor in cadrul unui singur ciclu de lucru.

Alte exemple de echpamente de curatat plajele sunt:- BeachTech 3000 un model cu cea mai mare capacitate de incarcare(lucru);- BeachTech 2000 este utilizata pentru plajele mici si mijlocii;- BeachTech Marina este modelul multifunctional care are in componenta sa si masina de

tractare;- O plaja curata si structura urmei de curatare dezvaluie faptul ca acea plaja a fost curatata

cu ajutorul echpamentelor BeachTech;- Modelul BeachTech 2800 este cel mai economic model pentru plajele cu cu suprafata

mai mare.

Ideea celor de la BeachTech este bazata pe faptul ca totul trebuie sa fie pregatit inainte ca primi turisti sa ajunga la malul marii si deasemenea in timpul sederii lor totul trebuie sa fie impecabil.

Modelul BeachTech 2800 curata atat plajele uscate cat si plajele umede, ajutand la curatarea deseurilor de pana la marginea apei.

Se pot face ajustari pe parcurs, organul activ de lucru are pozitie variabila in momentul in care preia deseurile.

Chiar si cele mai mici particule de material sunt separate cu ajutorul unor gratare vibratoare pentru cernerea materialului.

Sistemul de preluare a reziduurilor de pe plaja de tip rotor poate fi prevazut cu dinti elastici pentru a preveni ruperea acestora. In figura urmatoare este prezentata pozitia rotorului cu degete elastice de preluare a reziduurilor si dirijare a acestora pe transportorul cu banda metalica. Aceasta pozitionare depinde de viteza de deplasare, gradul de umezeala a nisipului, marimea particulelor de reziduuri si de adancimea la care se lucreaza.

Astfel avem 3 cazuri:

a) pentru nisip uscat sau umed;b) pentru nisip uscat;c) pentru uscat la umed;

Daca in timpul lucrului soferul trece de la o zona umeda la una uscata, el poate sa schimbe pozitionarea rotorului fara sa se opreasca, acest lucru ii permite curatarea plajei untr-un singur ciclu de lucru fara intarzieri neasteptate. Echipamentele BeachTech 2800 sunt dotate cu roti ce sunt garantate pe orice tip de teren si au aceeasi actiune de tasare a solului.

Schema de principiu a echipamentului BeachTech 2800

1. Pompa pentru a asigura cresterea manevrabilitatii echipamentului.

2. Optional: roti sensibile pentru o ghidare constanta a adancimii.

3. Acces usor pentru a ajuta la intretinerea echipamentului.

4. Sistemele de scuturare si agitare a separatoarelor cu vergele prevazute cu role.

5. Rola de intoarcere pentru unitatea de lucru si sistemul de antiblocare.

Sistemul hidraulic al masinii de curat plajele BeachTech 2800 are mai multe elemente componente care ajuta la o buna functonare si anume:

- Sistemul hidraulic de ridicare si cureaua de etansare in tandem cu pompa de viteze , independent de sistemul hidraulic al tractorului;

- Ajustaje atat la rolele de ridicare si camera de colectare cat si la sistemul aditional hidraulic pentru tractor;

- Temperatura uleiului este controlata termostatic de un racitor de ulei prevazut cu ventilator;

- Sistem de alrma sonora in cazul eventualelor probleme la sistemul hidraulic;

- Valve de siguranta in cazul presiunii mari pentru oprirea urgenta a sistemului hidraulic.

Bibliografie

E.M. Bukreev ş.a. – Masini, mecanisme şi echipamente pentru gospodăria comunala, E.P., 1978Gh. Voicu, I. Păunescu – Procese şi utilaje pentru ecologizarea localităţilor, Editura MatrixRom, Bucureşti, 2002Gh. Voicu – Utilaje pentru gospodărie comunală şi ecologizarea localităţilor, Editura MatrixRom, Bucureşti, 2007http://www.beach-tech.com/en.htmlhttp://www.patsnap.com/patents/view/EP0277739A1.html