Лекция 5. Самоходные грейдеры (автогрейдеры)

Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно–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, а отвал сдвигает его в сторону.

Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, сооружении невысоких насыпей и профиль­ных выемок, отрывке дорожного корыта и распре­делении в нем каменных материалов, зачистке дна котлованов, планировке территорий, засыпке траншей, рвов, канав и ям, а также очистке 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 конструктивно подобны 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 12т), средние (до 15 т) и тяжелые (более 15т). Колесная схема автогрейдеров, определяется формулой А × Б × В, где А – число осей с управляемыми колесами; Б – число осей с ведущими колесами и В – общее число осей. Колесная схема отечественных автогрейдеров легкого и среднего типов 1×2×3, тяжелого типа 1×3×3.

По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмисси­ями. Гидромеханическая трансмиссия обеспечива­ет автоматическое и плавное изменения 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 двухлезвийными 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, закрепляемыми на отвале, для планирования откосов насыпей (выемок) и очистки канав; кирковщиком для взламывания дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов. Бульдозерные отвалы навешиваются спереди машины. Кирковшики могут навешиваться как спереди, так и сзади машины, а также непосредственно на грейдерный отвал. Управле­ние бульдозерным отвалом и кирковщиком осуществляется гидроцилиндрами двойного дей­ствия.

Промышленность выпускает базовые модели автогрейдеров: легкого типа – ДЗ-148 (взамен ДЗ-99А); среднего типа – ДЗ-122А и ДЗ-143; и тяжелого типа — ДЗ-98А и ДЗ-140, которые имеют модификации, различающиеся между собой мощностью силовой установки, типом трансмиссии, наличием и типом автоматической системы управления отвалом, параметрами рабочего оборудования, типом рам.

Рис. 14. Автогрейдер ДЗ-143:

а-общий вид; б-схема поворота отвала; в-схема бокового наклона колес;

г-схема бокового выноса отвала

Все узлы и агрегаты автогрейдера ДЗ-143 (рис. 14, 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-балансирной 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. 14, в) и уменьшения радиуса поворота. Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяговой рамы 7, поворотного круга 12 и отвала 13 со сменными двухлезвийными 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 α к продольной оси машины (рис. 14, 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. 14, г), установку отвала под углом β (до 18^°) в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для планировки откосов под углом γ (до 90^°) (рис. 14, 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», «Профиль-20» и «Профиль-30».

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

где В – ширина захвата отвала, м; l – длина участка, м; h – толщина срезаемой стружки; К_в – коэффициент использования машины по времени; t_p – время, затрачиваемое на один проход, с; t_п – время, затрачивае­мое на один поворот; n – число проходов по одному участку.