Мехоборудование автогрейдера

Типовые комплекты машин, разработанные  различными научно- исследовательскими и проектными организациями, например ВНИИСтройдормаш и др., с полным расчетом сил и средств, экономических показателей облегчают предварительный подбор машин для выполнения отдельных видов работ.

Транспортные  расходы при работе экскаваторов с автомобилями-самосвалами составляют большую долю стоимости производства земляных работ. Для ее снижения необходимо правильно выбрать транспортные средства. На земляных работах наиболее распространены автомобили-самосвалы, землевозы с самосвальными кузовами. Для повышения эффективности использования  автомобилей в ряде случаев целесообразно применить прицепы-самосвалы, кузов которых опрокидывается водителем. Выработку автомобиля-самосвала определяют по ЕНиРам или по формулам.

Для транспортирования  грунта по бездорожью за рубежом разрабатывают конструкции прицепов на воздушной подушке.

По выбранной  массе прицепа в справочнике  определяют его марку. Затем рассчитывают экономическую эффективность применения прицепов разных марок и грузоподъемностей при различных величинах подъемов при движении. Сравнение ведут по стоимости машиносмены, по приведенным затратам и последующим показателям: общее количество перевезенного грунта при общем сменном пробеге без прицепа; с прицепом; количество перевезенного груза по каждому варианту; стоимость перевозки груза по тем же вариантам; окончательный расчет снижения стоимости перевозок при применении прицепов.

По окончании  подготовительных работ выполняют  основные земляные работы по сооружению земляного полотна будущей дороги. С этой целью на возвышенностях и  косогорах выкапывают выемки, отсыпают и уплотняют насыпи и сооружают элементы водоотвода — кюветы и водоотводные канавы.

Земляные  работы состоят из трех основных операций — копания грунта, его транспортирования  к месту отсыпки и отсыпки  в тело искусственного сооружения — насыпи.

Место копания  грунта принято называть забоем, а  место отсыпки — отвалом. На дорожном строительстве забоем будет выемка, резерв или кювет вдоль трассы дороги, а отвалом — насыпь земляного полотна, кавальер вблизи выемки или дамбочка вдоль канавы.

Земляные  работы на дорожном строительстве выполняют  землеройными машинами— бульдозерами, скреперами, грейдер-элеваторами, грейдерами и автогрейдерами. В зависимости  от категории грунтов, дальности  их транспортирования и других условий производства работ выбирают те или иные землеройные машины. При очень больших дальностях транспортирования грунта применяют экскаваторы в комплексе с автосамосвалами или тракторными прицепами.

Уплотнение  грунтов производится одновременно с отсыпкой насыпей и выполняется  различными грунтоуплотнительными  машинами, чаще всего катками.

 

 

3. Описание автогрейдера.

Автогрейдер предназначен для землеройно-профилировочных  работ и служит для эксплуатации в дорожном строительстве. Автогрейдер  Д3-98А как мощную и высоко эффективную  дорожно-строительную машину целесообразно  применять при выполнении особо  энергоемких земляных работ большого объема или работ в тяжелых  дорожных условиях.

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.

 

 

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 16 максимально  поднимают. Работа автогрейдера в этом режиме практически не отличается от работы обычных транспортных средств.

 

 

 

4.Модернизация рабочего органа.

В качестве сменного оборудования к автогрейдеру используем роликовый  отвал активного действия. Устройство его показано на (рис. 2). В отвале 1, имеющим такие же размеры и кривизну, как и основной отвал, вырезано окно, в котором установлены в ряд восемь вертикальных 3 и два наклонных ролика. Последние располагаются по концам отвала. Два их восьми вертикальных роликов имеют меньшую, чем остальные, высоту также располагаются по одному с правой и левой стороны отвала после наклонных роликов. Таким образом, относительно оси автогрейдера рамки расположены симметрично. Все они имеют криволинейный профиль, аналогичный профилю отвала. Между роликами установлены с небольшим (2-3 мм) зазором листовые вставки для предотвращения попадания в окно грунта. Валы вертикальных роликов вращаются в подшипниках качения, стаканы которых установлены в верхней 8 и нижней 9 обвязках отвала. Ролики сидят на валах на шпонках.

На верхних концах роликов  капитально насажены цилиндрические косозубые  шестерни, которые вместе с промежуточными зубчатыми колесами, установленными между каждой парой основных шестерен, образуют рядовую зубчатую передачу, располагающуюся в кожухе 4.

 

Рис. 2. Роликовый отвал активного действия

1-Наклонный ролик.

2 - Вертикальный ролик.

3- Редуктор.

4 - Кожух.

5-Козырек.

6. Цилиндрический одноступенчатый

7 - Гидродвигатель.

8,9- Верхняя и нижняя обвязка отвала.

Крайний правый (по ходу автогрейдера) вал приводится во вращение от гидродвигателя 7 через цилиндрический одноступенчатый  редуктор Наклонные ролики 2 на подшипниках установлены на осях, закрепленных в обвязках отвала. Вращение их осуществляется за счет фрикционной передачи, выполненной в виде резинового промежуточного ролика, который прижимается пружиной к рабочим поверхностям наклонного и малого вертикального роликов. Вращение приводных роликов может реверсироваться за счет изменения направления вращения гидродвигателя, что осуществляется рукояткой гидрораспределителя. Это дает возможность работать как левым, так и правым концом отвала. Для предохранения от пересыпания грунта отвал оборудован козырком 5.

За счет замены трения скольжением  по отвалу трением качения подшипников, на которых установлены рамки, а  также за счет принудительного привода  роликов, уменьшается сопротивление  грунта перемещению у роликового отвала. Значительно уменьшается  и сопротивление от перемещения  призмы волочения, объем которой  при скорости вращения роликов, превышающей  скорость движения автогрейдера, приближается к нулю. Вследствие этого автогрейдер  может работать на повышенных скоростях, что увеличивает его производительность.

Возможность работы автогрейдера на повышенных скоростях увеличивает  также долговечность работы деталей  трансмиссии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Расчет механической части.

 

Рис. 3. Гидравлическая схема

 

У всех современных  автогрейдеров для привода рабочего оборудования и управления поворотом  передних колес используется гидравлика. С ее помощью машинисту автогрейдера легко управлять движением рабочих  органов, удаленных на значительное расстояние от кабины. Автогрейдеры различного типа оснащаются типовыми гидравлическими  схемами с незначительными отличиями  в некоторых случаях, вызванными, например, потребностью в оснащении  их автоматической системой управления отвалом, системой наклона передних колес и гидроприводом сцепления  или гидроусилителем тормозов.

Типовая схема гидравлического привода  рабочего оборудования автогрейдера и  управляемых колес, в том числе  с использованием автоматизированной системы управления отвалом типов "Профиль-1" или "Профиль-2", представлена на (Рис.3.) Гидросистема состоит из трех контуров, обеспечивающих работу трех групп оборудования: А — основного и дополнительного рабочего оборудования (в данном случае оборудование для сколки льда), механизма наклона передних колес, гидроусилителей сцепления и тормозов; Б — оборудования автоматической системы управления отвалом типа "Профиль-1" и "Профиль-2"; В — рулевого оборудования и механизма поворота колес. Каждый контур питается от собственного гидронасоса и выполнен на основе открытой схемы гидропередач, т. е. схемы, в состав которой входит открытый в атмосферу гидробак 21 с запасом рабочей жидкости.

Контур  А включает: гидронасос 1, напорную линию, секции гидрораспределителя 2 для управления гидроцилиндрами 3 (подъема и опускания левой и правой сторон отвала), гидромотором 4 поворота отвала, гидроцилиндрами 5 (может быть один гидроцилиндр) подъема и опускания дополнительного оборудования, гидроцилиндром 6 выноса тяговой рамы, гидроцилиндром 7 выноса отвала и гидроцилиндром 8 наклона передних колес; сливную линию фильтром 9 и перепускным клапаном 10; гидроусилители сцепления 11 и тормозов 12. Кроме того, контур А может включать секции гидрораспределителя и гидроцилиндры с соответствующим оборудованием для управления углом резания (наклоном) отвала, стопорением подвески тяговой рамы и самостоятельным подъемом рыхлителя (при установке его одновременно с бульдозерным отвалом), как, например, на автогрейдерах ДЗ-143.

Контур  Б включает гидронасос 13, напорную линию, два трехпозиционных гидрозолотника 14 с электрогидравлическим управлением, четыре обратных клапана 15 на трубопроводах, подсоединяющих гидрооборудование автоматической системы управления к гидроцилиндрам 3 подъема и опускания отвала, сливной трубопровод, присоединенный к сливной линии контура А до фильтра 9.

Контур  В включает гидронасос 16, напорную линию к гидрораспределителю 17 рулевого управления, а от него к гидроусилителю руля 18. Сливной трубопровод подводится к общей для всех контуров сливной линии.

В контурах А, Б и В на напорных линиях предусмотрены предохранительные клапаны 19, сбрасывающие при необходимости рабочую жидкость в сливной трубопровод, минуя все гидрооборудование (они настроены на давление порядка 6... 10 МПа), а также гидрозамки 20 после гидрораспределителей.

На всасывающем  участке трубопровода перед гидронасосом часто ставится запорный вентиль  для, предупреждения вытекания рабочей  жидкости из гидробака при ремонтах в системе.

Таким образом, основными элементами гидросистемы автогрейдера являются гидробак, гидронасосы, гидромоторы, гидроцилиндры, гидрораспределители и фильтры.

 

 

 

Рис.4. Кинематическая и расчётная схема привода автогрейдера.

 

В данной кинематической схеме показан принцип  работы автогрейдера     ДЗ – 98 где;

Позиции с 1 – 13 зубчатые коробки передач,

с 14 – 15 зубчатые передачи балансира,

с 17 – 20 зубчатая передача главной передачи,

с 21 – 33 подшипники коробки передач,

с 34 – 39 подшипники балансира,

с 41 – 44 подшипники главной передачи,

I. Двигатель А – 01МС

II. Шкив привода вентилятора,

III. Стартер двигателя,

IV. Привод маховика,

V. Насос Г12 – 23,

VI. Вал карданный верхний,

VII. Гидротрансформатор Да – 370,

VIII. Коробка гидромеханическая,

IX. Муфта фрикционная дисковая,

X. Муфта зубчатая,

XI. Муфта фрикционная дисковая,

XII. Вал карданный нижний,

XIII. Колесо с шиной,

XIV. Тормоз стояночный,

XV. Тормоз колёсный,

XVI. Балансир,

XVII. Передача главная,

XVIII. Муфта сцепления.

 

 

 

Расчет силового гидроцилиндра.

 

Расчетный диаметр поршня равен

 

Где P – усилие на штоке, Н: