Автогрейдер среднего класса

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение                   4

1 Назначение, общее устройство и принцип работы машины   5

2 Рабочие органы автогрейдера среднего типа ДЗ-122    8

3 Технологические схемы проведения работ автогрейдером          12

4 Определение основных параметров и производительности машины         18

5 Влияние свойств грунта на производительность машины           25

6 Пути повышения производительности              28

Заключение                  28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Автогрейдер относится к  землеройно - транспортным машинам, так как его работа заключается в срезание слоя земли и транспортирование его в заданном направлении. Это самоходная землеройная машина, так как она снабжена собственной силовой установкой для привода ведущих колес.

Основное назначение автогрейдеров - планировка и профилирование площадей и откосов, разравнивание и перемещение  грунта, сыпучих материалов при постройке  и ремонте дорог, гидромеханических  и других сооружений. Эти работы выполняются отвалом с режущими ножами, размещенным между передней и задней осями автогрейдера и  подвешенной к его раме. Важное преимущество автогрейдера заключается  в том, что им можно выполнять  практически весь цикл земляных работ  при строительстве автомобильных  и железных дорог, кончая профилированием  земляного полотна.

Автогрейдер среднего класса - эффективная машина для выполнения строительства и содержания автомобильных дорог, выполнения землеройно-профилировочных работ, может использоваться на работах по перемещению и распределению грунта и дорожно - строительных материалов, планировке откосов, насыпей и боковых кюветов, очистке дорог от снега, смещения грунтов с добавками и вяжущими материалами на полотне дороги, а также для рыхления асфальтовых покрытий, булыжных мостовых и тяжелых грунтов с помощью дополнительного рабочего органа - рыхлителя заднего расположения.  

1 НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО  И ПРИНЦИП РАБОТЫ МАШИНЫ

Автогрейдер представляет собой самоходную планировочно-профилировочную машину. Конструкция всех современных автогрейдеров имеет мало характерных отличий, поскольку эти машины, в большинстве своем, имеют трехосную компоновку.

Автогрейдер среднего типа отличается от других модификаций массой, которая, как правило, не превышает 15 тонн. Ограничение массы грейдера сказывается как на габаритах машины, так и на типе используемой силовой установки. Автогрейдер среднего типа, для выполнения основного объема работ, использует стандартный рабочий инструмент - полноповоротный отвал с ножом.

Отвал, под определенным углом, смонтирован  на раме грейдера, на участке между  передним и задним мостом. Автогрейдер среднего типа, при проведении ряда дорожно-строительных работ, посредством ножа срезает часть грунта и, с помощью отвала, отклоняет его в сторону.

Автогрейдер среднего типа применяется  для осуществления профилировочных  и планировочных дорожно-строительных работ, при сооружении профильных выемок и возведении насыпей. Использование  дополнительных элементов, смонтированных на грейдере, позволяет производить  очистку дна котлована, отрыв  дорожного корыта и распределение  в нем каменных материалов.

Автогрейдером выполняются  следующие работы:

- Строительство и капитальный ремонт грунтовых и гравийных дорог.

- Устройство в грунтовом полотне нароста под основание дороги.

- Перемещение грунта в  насыпь.

- Разравнивание насыпного грунта и планировка поверхности.

- Перемещение инертных материалов со стабилизирующими добавками при смешивании их на дороге.

- Киркование (разрыхление грунта и изношенных полотен дорог).

- Планировка поверхности больших территорий.

- Очищение дорог и территорий от снежного заноса.

Автогрейдер (рис. 1) представляет собой трехосную машину и состоит из двигателя, трансмиссии, ходовой части, рабочего оборудования, механизмов и систем управления, рабочего места машиниста.

Рисунок  1 – общий вид  автогрейдера

 

Двигатель - преобразует химическую энергию топлива, сгорающего в его цилиндрах, в тепловую энергию, а затем в механическую, передаваемую коленчатому валу.

Трансмиссия автогрейдера представляет собой группу механизмов, предназначенных  для передачи вращательного движения коленчатого вала ведущим колесам. Механизмами трансмиссии производится плавное троганье автогрейдера с места и остановка, изменение скорости и направления движения. В трансмиссию входят: муфта сцепления, коробка передач, ведущий мост, карданная передача.

Ходовая часть - совокупность элементов, с помощью которых  осуществляется передвижение автогрейдера и реализация его силы тяги. К  ходовой части автогрейдера относят  основную раму с механизмами подвески ведущего моста, переднюю ось с колесами, а также колеса средней и задней осей, конструктивно объединенных в заднюю тележку.

Рабочее оборудование предназначено  для непосредственного выполнения операций автогрейдера - резание и  перемещение грунта или других материалов.

Рабочее оборудование делится  на основное, постоянно установленное  на машине, и дополнительное - сменное, предназначенное для вспомогательных операций. К основному рабочему оборудованию относится отвал  с тяговой рамой  и механизмом ее подвески, к дополнительному - кирковщик.

Механизмы и системы управления предназначены для выбора машинистом направления движения автогрейдера, изменения положения рабочего оборудования в процессе работы, быстрой остановки  двигателя автогрейдера или удержания  его на месте, запуска двигателя, освещения и сигнализации. Механизмы  и системы управления включают в себя: рулевое управление, гидросистему, тормоза и электрооборудование.

К рабочему месту машиниста  относится: кабина  с сидением, пультами управления, система обогрева, вентиляция.

Различают рабочий и транспортный режимы автогрейдера. Основной рабочий  режим заключается в срезании и перемещении грунта. При транспортном режиме, необходимом для передвижения машины к месту работы, отвал  максимально поднимают. Работа автогрейдера в этом режиме практически не отличается от работы обычных транспортных средств.

Рисунок 2 – схема автогрейдера

 

1 — силовая установка; 2 — кабина; 3 — рама; 4 — гидросистема; 5 — тяговая рама; б— кирковщик; 7 — передний ведущий мост; 8 — отвал; 9 — поворотный круг; 10 — средний ведущий мост; 11 — подвеска мостов; 12 — задний ведущий мост

 

Автогрейдер оборудован стояночным тормозом и многодисковыми колесными  тормозами среднего и заднего  ведущих мостов. Привод колесных тормозов пневматический от компрессора на двигателе. Привод имеет два контура, которые  управляют тормозами среднего и  заднего мостов раздельно. На автогрейдере предусмотрено электрооборудование  с необходимым комплектом указателей и осветительных приборов.

Автогрейдер и его модификации  выполнены по традиционной схеме  ходовой части с задней балансирной  ведущей тележкой. Передние ведущие  колеса приводятся с помощью гидромотора и планетарного редуктора, включаются на первой передаче переднего хода. Трансмиссия автогрейдера гидромеханическая, установлены две коробки передач, унифицированные с автогрейдерами класса 160. Предусмотрена модернизация автогрейдера с установкой более мощной коробки передач и двигателя мощностью 220 кВт. Основная рама автогрейдера шарнирно сочлененная с гидравлическим управлением поворота полурам.

 

2 РАБОЧИЕ ОРГАНЫ АВТОГРЕЙДЕРА СРЕДНЕГО ТИПА ДЗ-122

 

Рабочий орган – отвал  – устанавливается под углом  в плане к оси машины и с  подъемом к оси дороги. При движении автогрейдера он срезает грунт и  перемещает его к середине дороги. Через кронштейны и поворотный круг рабочий орган закрепляется на тяговой  раме. Последняя располагается под хребтовой балкой и соединяется с ней в передней части универсальным шарниров, а в задней – с помощью гидроцилиндров подвешивается к хребтовой балке. Два гидроцилиндра, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а еще одним гидроцилиндром производится ее вынос в сторону от продольной оси грейдера. Вращением поворотного круга с жестко закрепленными на нем кронштейнами обеспечивается установка отвала в плане. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен горизонтально или наклонно в вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вынесенным за ее пределы, быть опущенным ниже уровня поверхности, по которой перемещается машина, или поднятым над ней. Этим обеспечивается высокая маневренность рабочего органа автогрейдера при выполнении перечисленных выше работ.

Отвал автогрейдера выгнут из листовой стали и снабжен нижними  и боковыми ножами.

Схема движения автогрейдера. Отвал автогрейдера при проезде на вершину (рис. 2) срезает грунт выступа. Отвал находится на линии колес и заглублять его не требуется. При переезде впадины отвал не режет грунт, а срезанный на выступе грунт ссыпается во впадину. Таким образом значительно упрощается управление автогрейдером при выполнении планировочных работ. Благодаря большой колесной базе и балансирной подвеске задних колес неровности поверхности не оказывают значительного влияния на качество планировки автогрейдером.

 

Рис. 2. Схема движения автогрейдера:

а — при планировании поверхности; б — при преодолении  неровностей

 

На отвале автогрейдера устанавливается  маятниковый датчик. Сигнал от диагонали  моста, являющийся сигналом рассогласования, подается на усилитель. Усилитель управляет  электромагнитами золотника. В зависимости  от перемещения золотника происходит подача-рабочей жидкости в рабочие полости гидроцилиндра подъема рабочего органа. В результате соответствующая сторона отвала поднимается и тем самым стабилизируется угловое расположение отвала автогрейдера в поперечной плоскости.

 

 

Рисунок 3  - Рабочие органы автогрейдера (кирковщик, поворотный и неповоротные отвалы)

 

Основную разработку кюветов  выполняют отвалом автогрейдера, а зачистку откосов и выравнивание дна - откосником, закрепленным на отвале, причем боковые кюветы глубиной до 0 5 м вырезают автогрейдерами легкого  и среднего типов, а более глубокие - тяжелыми.

Технологический процесс  выполнения операций отвалом автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых производится резание  грунта, поперечное и продольное его перемещение, отделка (планирование) обрабатываемого участка дороги.

Схема установки копирной проволоки для автоматического регулирования работы автогрейдера. Контроль плана и профиля земляного полотна. При планировке по копирной струне щуп отвала автогрейдера должен перемещаться по струне. Последующие операции ( проходы) выполняют без копирной проволоки, так как копиром служит спланированная за первый проход поверхность.

Для уширения корыта при  реконструкции дороги на отвал автогрейдера устанавливают уширитель. Уширитель выступает за нижнюю кромку ножа отвала и представляет собой зуб, которым роют канаву шириной от 700 до 1000 мм и глубиной до 400 мм.

Качество готового земляного  полотна зависит от всего технологического комплекса работ. Послойная отсыпка  грунта с равномерным разравниванием и уплотнением каждого слоя повышает прочность и качество земляного  полотна. Применение современных планировочных  машин с автоматизированным управлением рабочими органами (отвал автогрейдера, бульдозера и др.) обеспечивает хорошую ровность всех элементов земляного полотна и прежде всего его верхней части.

 

Рисунок 4 – навесное оборудование автогрейдера (кирковщик)

 

Кирковщик - рыхлитель предназначен для рыхления твердого и каменистого грунта, в том числе перед проходкой стабилизационной фрезой при строительстве, а также для слома тонкого асфальта (до 8 см).

Очистка дорог, площадей, проездов от снега производится на II и III передачах  в зимнее и весеннее время. Дорогу шириной до 7 м очищают автогрейдером от снега начиная от ее середины. При большей ширине дороги первый проход автогрейдером выполняют вдоль бровки дороги, а последующие - от оси дороги, перемещая снег в сторону кюветов. Снежные валы на обочинах сдвигают отвалом автогрейдера, максимально вынесенным в сторону. Наледи с проезжей части дороги удаляют зубчатым ножом, закрепленным на отвале. Сколотый лед смещают за бровку дороги.

 

Рисунок 5 – сменное навесное оборудование автогрейдера

 

На отвале автогрейдера устанавливается  маятниковый датчик. Сигнал от диагонали  моста, являющийся сигналом рассогласования, подается на усилитель. Усилитель управляет  электромагнитами золотника. В зависимости  от перемещения золотника происходит подача-рабочей жидкости в рабочие полости гидроцилиндра подъема рабочего органа. В результате соответствующая сторона отвала поднимается и тем самым стабилизируется угловое расположение отвала автогрейдера в поперечной плоскости.

Для упрощения показана только половина профиля сооружаемого земляного  полотна дороги. Практически же профилирование заключается в последовательных круговых проходах автогрейдера с обеих  сторон полотна. В верхней части  схемы изображен требуемый профиль  дорожного полотна. При первом проходе  зарезание начинают от внешней бровки канавы с большим заглублением от вала. Вырезанный грунт отваливают на внутреннюю бровку. При втором проходе вырезанный валик грунта перемещают отвалом по полотну насыпи. Таким образом, постепенным зарезанием и перемещением грунта по насыпи сооружают заданный профиль полотна. При последней операции отвал автогрейдера оборудуют удлинителем.

 

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ  ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ АВТОГРЕЙДЕРОМ

 

В зависимости от характера  выполняемых работ и типа земляного  сооружения применяют различные  схемы производства работ автогрейдерами. Характер выполняемых работ и  расстояние перемещения разрабатываемого грунта определяют положение рабочего органа автогрейдера, характеризуемое  углами захвата, резания и наклона  отвала. Производительность автогрейдеров  в значительной степени зависит  от дальности перемещения (рис. 6, а) и характера грунта (рис. 6, б).