4.3.3. Самоходные грейдеры (автогрейдеры)

Автогрейдеры представляют собой самоходные планировоч- но-профилировочные машины, основным рабочим органом кото­рых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, уста­новленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещен­ный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт и отвал сдвигает его в сторону.

Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировоч­ных работ при строительстве дорог, сооружении невысоких насы­пей и профильных выемок, отрыве дорожного корыта и распределе­ния в нем каменных материалов, зачистки дна котлованов, планировке территорий, засыпке траншей, рвов, канав и ям, а также очистки дорог, строительных площадок, городских магистралей и площадей от снега в зимнее время.

Автогрейдеры используют на грунтах I III категорий. Процесс

работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разрав­нивание и планировка поверхности сооружения.

Современные автогрейдеры имеют одинаковую конструкцию и выполнены в виде самоходных трехосных машин с полноповорот­ным грейдерным отвалом, с механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими ор­ганами.

Автогрейдеры классифицируют по конструктивной массе, типу трансмиссии, колесной схеме и типу бортовых передач. По конст­руктивной массе автогрейдеры разделяют на легкие (до 12 т), сред­ние (до 15 т) и тяжелые (более 15 т). Колесная схема автогрейдеров определяется формулой АхБхВ, где А — число осей с управляемыми колесами; Б — то же, с ведущими колесами и В — общее число осей. Колесная схема отечественных автогрейдеров легкого и среднего типов 1x2x3, тяжелого типа 1x3x3.

По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмиссиями. Гидромеханическая трансмиссия обеспечивает автоматическое и плавное изменение скорости движе­ния автогрейдера, механическая — ступенчатое. Бортовые передачи бывают двух типов — в виде бортовых редукторов (у легких и сред­них автогрейдеров) и раздельных ведущих мостов (у тяжелых авто­грейдеров). Каждый автогрейдер состоит из рамы, трансмиссии, ходового устройства, основного и дополнительного рабочего обо­рудования, механизмов с системой управления и кабины машини­ста. Рамы автогрейдеров могут быть жесткими и шарнирно сочле­ненными. Наличие шарнирно сочлененной рамы обеспечивает повышенную маневренность машины.

Основным рабочим органом автогрейдеров является полно­поворотный грейдерный отвал, снабженный сменными двухлез- вийными ножами. Кроме основного рабочего органа автогрей­деры могут быть оснащены дополнительными сменными рабо­чими органами — бульдозерным отвалом для разравнивания грунта, засыпки траншей, распределения строительных материа­лов, удлинителем грейдерного отвала для увеличения ширины захвата, откосниками (укрепляемыми на отвале) для планирова­ния откосов насыпей (выемок) и очистки канав, кирковщиком для взламывания дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов. Бульдозерные отвалы навешивают спереди машины, кирковщики — как спереди, так и сзади машины, а также непо­средственно на грейдерный отвал. Управление бульдозерным от­валом и кирковщиком осуществляется гидроцилиндрами двой­ного действия.

8 Строительные машины и основы автоматизации

Рис. 4.12. Автогрейдер среднего типа:

а — общий вид; о — схема поворота отвала в плане; в — схема бокового наклона колес; г — схема бокового выноса отвала

Все узлы и агрегаты автогрейдера (рис. 4.12, а), в том числе дви­гатель 3 с трансмиссией, кабина водителя 4, основное и дополни­тельное рабочее оборудование автогрейдера, смонтированы на ос­новной раме 8 коробчатого сечения, которая одним концом опирается на передний мост с управляемыми пневмоколесами 11, а другим — на задний четырехколесный мост 15 с продольно-балан- сирной подвеской парных колес 16. Передние колеса автогрейдера можно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны для повы­шения устойчивости движения машины при работе на уклонах (рис. 4.12, в) и уменьшения радиуса поворота.

Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяго­вой рамы 7, поворотного круга 12 и отвала 13 со сменными двухлез- вийными ножами. Полноповоротный в плане отвал обеспечивает работу автогрейдера при прямом и обратном ходах машины. Пово­рот отвала в плане осуществляется гидромотором через редуктор. Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой маши­ны, а задняя часть подвешена на двух гидроцилиндрах 6, с помощью которых грейдерный отвал устанавливают в различные положения: транспортное (поднятое) и рабочее (опущенное). В рабочем положе­нии отвал внедряется в грунт ножами и при движении срезает слой грунта и перемещает его в направлении, определяемом установкой отвала в плане под углом а к продольной оси машины (рис. 4.12, б).

Угол резания отвала в зависимости от категории грунта регули­руется гидроцилиндром 14. Вынос тяговой рамы в обе стороны от продольной оси машины обеспечивается гидроцилиндром 5. Допол­нительное рабочее оборудование автогрейдера включает удлини­тель отвала, кирковщик 1, управляемый гидроцилиндром 2, и буль­дозерный отвал 10, управляемый гидроцилиндром 9.

Гидравлическая система управления рабочим оборудованием ав­тогрейдеров обеспечивает подъем и опускание тяговой рамы вместе с поворотным кругом и отвалом, поворот отвала вместе с поворот­ным кругом в плане на 360°, боковой вынос отвала в обе стороны от продольной оси машины (рис. 4.12, б), установку отвала под углом Р (до 18°) в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для пла­нировки откосов под углом у (до 90°) (рис. 4.12, г), а также совмеще­ние различных установок отвала.

Отдельные автогрейдеры могут оснащаться автоматической сис­темой управления отвалом типа «Профиль», предназначенной для автоматической стабилизации отвала в поперечном и продольном направлениях, что позволяет существенно повысить производитель­ность машины и точность обработки поверхности. На автогрейде­рах устанавливаются автоматические системы «Профиль-10», «Про- филь-20» и «Профиль-30».

Эксплуатационная производительность автогрейдера (м³/ч) при резании и перемещении грунта

Пэ = 3600BlhKJ(t_p + t_n)n, (4.26)

где В — ширина захвата отвала, м; I—длина участка, м; h — толщина срезаемой стружки; К_в — коэффициент использования машины по времени; t_p — время, затрачиваемое на один проход, с; t_n — то же, на один поворот; п — число проходов по одному участку.

4.4. ЭКСКАВАТОРЫЭкскаваторы представляют собой самоходные землеройные ма­шины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Разли­чают одноковшовые экскаваторы периодического (цикличного) действия с основным рабочим органом в виде ковша определенной вместимости и экскаваторы непрерывного действия с многоковшо­выми, скребковыми и фрезерными (бесковшовыми) рабочими орга­нами. Одноковшовые экскаваторы осуществляют работу отдельны­ми многократно повторяющимися циклами, в течение которых операции копания и перемещения грунта выполняются раздельно и последовательно. В процессе работы машина периодически переме­щается на небольшие расстояния для копания очередных объемов грунта. Экскаваторы непрерывного действия копание и перемеще­ние грунта осуществляют одновременно и непрерывно. Производи­тельность таких экскаваторов выше, чем одноковшовых, затрачи­вающих около % рабочего времени на перемещение грунта и рабочего оборудования.

По назначению одноковшовые экскаваторы делят на строитель­ные универсальные для земляных и погрузочно-разгрузочных работ в строительстве, карьерные дли разработки карьеров строительных материалов, рудных и угольных месторождений и вскрышные для разработки полезных ископаемых открытым способом. Экскавато­ры непрерывного действия по назначению делят на машины про­дольного копания для рытья протяженных выемок прямоугольного и трапецеидального профиля — траншей под трубопроводы и ком­муникации различного назначения (траншейные экскаваторы), ка­налов и водоводов (каналокопатели), поперечного копания для карьерных, планировочных и мелиоративных работ, радиального копания для вскрышных и карьерных работ большого объема.

В городском строительстве преимущественно используют одно­ковшовые строительные и траншейные экскаваторы.