14.4. Автогрейдеры.

14.4.1. Назначение, область применения и классификация.

Автогрейдер землеройно-транспортная машина с ножевым рабочим органом, предназначенная в основном для профилирования земляного полотна автомобильных и железных дорог. Автогрейдерами можно выполнять: планирование площадок аэродромов и строительных, отсыпку насыпи высотой до 0,6 м из боковых резервов, рытье и очистку кюветов и канав трапецеидального и треугольного профиля, отрывку и планировку корыта для дорожных оснований; перемешивание грунта, щебня или гравийных материалов с вяжущими – битумом и цементом, а также разрушение дорожного покрытия, зачистку и планирование откосов и выемок, очистку улиц и дорог от снега.

Автогрейдеры классифицируют: по мощности двигателя (кВт) и по соответствующей ей массе машины (т) на легкие – (45-50) и (9), средние – (65-75) и (10-13), тяжелые – (120-130) и (14-19), особо тяжелые (270-320) и более 20; по количеству осей и типу колесной схемы, которую обозначают буквами АхБхВ, где А – число осей с управляющими колесами, Б – число ведущих осей, В – общее число осей автогрейдера; по типу привода рабочих органов.

Наибольшее распространение получили автогрейдеры с колесной схемой 1 х 2 х 3 и 1 х 3 х 3. колесные схемы 2 х 2 х 2, 3 х 3 х 3 сложны конструктивно и их выпуск не превышает 4% от общего количества.

Привод рабочих органов автогрейдера может быть механическим, гидравлическим или комбинированным (электрогидравлическим, пневмогидравлическим).

14.4.2. Конструктивные схемы и рабочий процесс.

Автогрейдер (рис. 14.22) состоит из силовой установки, трансмиссии, основной и тяговой рам, рабочих органов, ходовой части и механизмов управления рабочими органами и ходовой частью. К последним относят механизмы передвижения, подъема и опускания правого и левого концов отвала, его поворота в горизонтальной плоскости, выноса тяговой рамы в сторону, бокового перемещения отвала, изменения угла резания, наклона колес в вертикальной плоскости. Передняя ось имеет поперечную балансирную подвеску. Задние колеса предусмотрены парные с продольно-балансирными подвесками, что позволяет автогрейдеру сохранять хорошие планирующие свойства при движении по неровной поверхности.

Рабочим органом машины является отвал. К нему прилагают иногда сменное оборудование в виде удлинителя и откосника, которые нужны для увеличения ширины захвата при отделке откосов насыпей. В комплект автогрейдера входит также кирковщик, который используется для рыхления старого покрытия или грунта. Для выполнения автогрейдером различных работ изменяют положение отвала в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Передние колеса (у автогрейдеров со всеми управляемыми колесами и задние) могут наклоняться относительно вертикальной оси, что облегчает работу машины на косогорах, а при планировании откосов обеспечивает ее устойчивость. Изменяют положения отвала в горизонтальной плоскости вращением поворотного круга вокруг его вертикальной оси, а в вертикальной плоскости – подъемом или опусканием правого или левого концов тяговой рамы. Отвал можно также выносить в стороны. Для этого тяговая рама, к которой подвешен поворотный круг, специальным гидроцилиндром (или механизмом) может поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси крепления ее передней точки (шарнира). Задние мосты машины подвешены к основной раме посредством опорных балансиров и реактивных штанг, передний мост посредством шкворня. Наличие шкворня и балансиров позволяет автогрейдеру плавно передвигаться по неровной местности.

Рис. 14.22 Конструктивная схема автогрейдера: 1 – рыхлитель; 2,5 - гидроцилиндры; 3,12 – карданные валы; 4 – основная рама; 6 – вал рулевого колеса; 7 – кабина; 8 – двигатель; 9 – радиатор; 10 – задний мост; 11 – сцепление; 13 – коробка перемены передач; 14 – отвал; 15 – поворотный круг; 16 – тяговая рама; 17 – цапфа переднего моста; 18 – передний мост.

В качестве силовых установок на автогрейдерах обычно используют дизельные двигатели. В узел трансмиссии входят многоступенчатая коробка перемены передач, раздаточная коробка, демультипликатор, главная передача и балансирные редукторы, что обеспечивает до десяти рабочих и транспортных скоростей. Выпускают автогрейдеры с гидромеханической трансмиссией, а также машины с гидромотор–колесами.

Основные рамы автогрейдеров изготовляют преимущественно однобалочные трубчатого или коробчатого сечения. Ось рамы совпадает с продольной осью машины, что дает возможность в широких пределах изменять углы установки отвала в вертикальной плоскости и облегчает операцию по его выносу в стороны.

Основным видом работ, для которых предназначен автогрейдер, является профилирование земляного полотна последовательными проходами по планируемой поверхности. Рабочий процесс машины заключается в срезе и поперечном перемещении грунта вдоль отвала, расположенного под углом к направлению движения автогрейдера. Грунт перемещается поперек движения автогрейдера на расстояние, чаще всего недостаточное для укладки грунта в тело сооружения. Поэтому каждый срез должен сопровождаться несколькими проходами по перемещению срезанного грунта на необходимое расстояние для укладки его в заданное место.

Число проходов определяют по схеме возведения земляного сооружения. Скорости проходов для срезки и перемещения грунта выбираются по тяговым усилиям автогрейдера и возникающим сопротивлениям. Обычно проходы по срезке грунта выполняются на первой передаче, а проходы по перемещению – на второй и третьей.

Время на разворот в конце участка выбирается также в зависимости от дорожных условий и колеблется в пределах 1-1,5 мин.

Кроме проходов для среза и перемещения грунта, при устройстве насыпей и выемок приходится еще выполнять ряд проходов для отделки сооружения, который равен 20-30% общего числа проходов по срезке и перемещению грунта. Отделочные проходы, как правило, выполняются на первой передаче.

Длина рабочего участка выбирается по конкретным дорожным условиям (наличие искусственных сооружений, постоянство поперечных сечений земляного сооружения и т.д.). наиболее целесообразная длина участка (не менее 1 км) определяется расстоянием между трубами или мостами либо поперечным профилем дороги.

Для автоматизации управления положением отвала на автогрейдерах устанавливается система автоматики «Профиль-30». Это комбинированная система, в которой высотное положение отвала контролируется по копирному устройству обычно лазерного типа, а поперечный наклон отвала – по автономному датчику. Использование этой системы позволяет существенно увеличить производительность машины и повысить качество планируемых поверхностей.