3863

3.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При выполнении работы используется бульдозер Т-130 и модель отвала бульдозера в «грунтовом канале» (лабораторная установка), а также плакаты и кинофильм.

3.3.1.Используя бульдозер Т-130, лабораторную установку, лаборатор- ный практикум, плакаты и кинофильм, изучить общее устройство и назначение бульдозеров.

3.3.2.С помощью рулетки измерить высоту и ширину отвала бульдозера. По технической характеристике (табл. П.1) найти средние действитель-

ные скорости при операциях рабочего цикла бульдозера.

3.3.3. Определить основные параметры и производительность бульдозера, используя выражения (3.1), (3.2), (3.3) и используя исходные данные варианта

(табл. П.1).

Техническая производительность бульдозера:

kР = 1,08…1,32 (грунт I…IV категорий); ТЦ – время цикла, с.

Объём призмы вырезанного грунта перед отвалом в конце рабочего

где В0 – длина отвала бульдозера, м; Н – высота отвала бульдозера, м; е – ко- эффициент, учитывающий потери грунта при транспортировании (для не- связных грунтов е = 0,06…0,07, для связных е = 0,025…0,032 на каждые

где l1 – длина пути зарезания грунта, l1 = 3В0, км; l2 – длина перемещения грун- та, в расчётах принимаем l2 = 0,02…0,04 км; l3 –длина холостого хода, l3 = l1 + l2, км; VД1 ,VД2 ,VД3 – средние скорости движения бульдозера соответственно при копании, перемещении грунта и холостом ходе, км/ч; tР – время на разворот, tР = 10…12 с; tП – время для переключения передач, tП = 4…6 с; tQ – время на подъём-опускание отвала, tО = 2…4 с.

В тяговом режиме при копании грунта из-за буксования движителя ско- рость движения бульдозера VД1 на 20…30 % ниже рабочей скорости.

21

3.4. ФОРМА ОТЧЁТА

3.4.1.Цель работы.

3.4.2.Описание назначения, устройства и классификации бульдозеров.

3.4.3.Определение основных параметров и производительности по формулам (3.1), (3.2) и (3.3).

3.4.4.Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Поясните назначение и конструкцию бульдозера.

2.Поясните технологию производства работ бульдозерами.

3.Дайте классификацию бульдозеров.

4.Чем отличаются бульдозеры с поворотным и неповоротным отвалом?

5.Из каких операций состоит рабочий цикл бульдозера?

6.Какие факторы влияют на величину объёма призмы вырезанного грунта?

7.Как определить техническую производительность бульдозера?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИЗУЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ АВТОГРЕЙДЕРОВ

4.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы заключается в изучении рабочего процесса, конструкции и определения производительности автогрейдеров.

4.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Автогрейдер (рис. 4.1) широко применяют при строительстве и содержа- нии дорог, а также при аэродромном, промышленном, гражданском, гидротех- ническом, ирригационном и сельском строительстве.

С помощью автогрейдера можно производить профилировочные и плани- ровочные работы при строительстве земляных сооружений, возводить насыпи высотой до 0,6 м, планировать откосы, рыть и очищать кюветы и канавы тре- угольного и трапецеидального профиля, сооружать корыта для дорожных осно- ваний, перемешивать и разравнивать грунт, щебень, гравийные и вяжущие (це- мент, битум) материалы, а также разрушать дорожные покрытия и расчищать от снега площади, улицы и дороги. Они могут разрабатывать грунты до II катего- рии, а при предварительном рыхлении – до категории IV.

22

Рис. 4.1. Общий вид автогрейдера ДЗ-98

Основным рабочим органом у автогрейдера (рис. 4.2) является отвал. Он расположен в средней части машины между передними и задними колесами. Такое расположение отвала требует увеличения длины машины. Однако при этом локальные неровности грунта, по которому передвигается машина, несу- щественно или совсем не сказываются на планирующих особенностях машины.

Рис. 4.2. Конструктивная схема автогрейдера:

1 – корчеватель; 2, 5 – система управления; 3, 12 – карданные передачи; 4 – основная рама; 6 – вал рулевого колеса; 7 – кабина; 8 – двигатель; 9 – радиатор; 10 – ведущие колеса; 11 – сцепление; 13 – трансмиссия; 14 – отвал; 15 – поворотный круг; 16 – рама тяговая; 17 – цапфа переднего моста; 18 – ведомые управляемые колеса

23

Как видно из рис. 4.3, местные неровности вызывают вертикальное пере- мещение отвала в основном только при наезде на них передних колес. Когда передние колеса окажутся в зоне возвышения или впадины высотой или глуби- ной Н, вертикальное отклонение ножа отвала составит h = Н/2. Такая же неров- ность под задними колесами при наличии у них балансирной подвески может вообще не сказаться на положении отвала.

Рис. 4.3. Влияние неровностей на планирующие свойства автогрейдера

Помимо отвала автогрейдер может быть укомплектован примерно еще 20 видами сменного дополнительного оборудования. Среди них наиболее часто используют кирковщик, бульдозерный отвал, плужный снегоочиститель, удли- нители отвала, откосник, грейдер-элеватор и др. При работе машины отвал можно установить наклонно к вертикальной и горизонтальной плоскостям, по- ворачивать в плане и выносить в сторону от продольной оси. Для достижения наибольшей производительности и наилучших условий машины угол наклона отвала к вертикальной плоскости – поперечный наклон – нужно выбирать та- ким, чтобы угол резания его ножа составлял около 35…40°. Угол наклона отва- ла к горизонтальной плоскости при резании, перемещении и планировке грунта целесообразно принимать в пределах 15…18°, а при планировке откосов уста- навливать до 45°. Угол поворота отвала относительно продольной оси машины

– угол захвата, обычно выбирают из условия получения наименьшего сопро- тивления при отводе грунта в сторону и принимают в пределах 35…45°.

24

Автогрейдеры классифицируют в зависимости от мощности силовой ус-

тановки и соответствующей ей массы машины, вида системы управления и ко-

лесной схемы ходового оборудования.

Взависимости от мощности силовой установки и соответствующей ей массы машины автогрейдеры делятся на легкие – мощностью до 50 кВт и мас- сой машины до 9 т, средние – мощностью до 75 кВт и массой до 13 т, тяжелые

–мощностью до 120 кВт и массой до 19 т и особо тяжелые – мощностью свыше 180 кВт и массой более 24 т.

По типу системы управления различают автогрейдеры с механической и гидравлической системами управления. На выпускаемых в настоящее время ав- тогрейдерах применяется только гидравлическая система управления.

Ходовое оборудование автогрейдеров выполняется двухосным или трех- осным. Колеса передней оси у всех автогрейдеров управляемые, а у тяжелых – еще и ведущие.

Взависимости от конструктивного решения ходового оборудования авто- грейдеры принято характеризовать колесной формулой. В ней указывается ко- личество управляемых А и ведущих Б осей из общего числа осей В ходового оборудования машины. Наибольшее распространение на автогрейдерах полу- чила конструкция ходового оборудования с наклонными передними колесами, соответствующая формуле

А х Б х В = 1 х 2 х 3 Несмотря на простоту конструктивного решения ходового оборудования,

автогрейдер имеет хорошие планирующие и тягово-сцепные показатели. Нали- чие наклоняемых передних колес позволяет надёжно выдержать траекторию движения.

При исполнении ходового оборудования по схеме 1x3x3, применяемого на тяжелых автогрейдерах, повышаются тягово-сцепные свойства, но усложня- ется конструкция привода передних колес.

Рабочий процесс автогрейдера состоит из копания грунта, перемещения, укладки и разравнивания его в земляном сооружении.

При копании грунт может разрабатываться как всей шириной отвала, так и одним из его концов. В первом случае режущая кромка отвала устанавливает- ся параллельно поверхности грунта, а во втором – наклонно. При этом отвал может находиться непосредственно под рамой автогрейдера или сбоку от нее. Глубина копания в первом случае может доходить до 250 мм, а во втором – до половины высоты отвала.

При наклонной установке отвала режущая кромка его обычно устанавли- вается под углом 10…15° к поверхности грунта. Площадь срезаемой стружки грунта в этом случае несколько меньше, чем при горизонтальном положении. Это обусловливает снижение сопротивления при копании и позволяет увели- чить скорость передвижения машины и ее производительность. На практике с такой установкой выполняется большая часть земляных работ.

25

Существенное влияние на сопротивление копанию оказывает выбор угла наклона отвала к вертикальной плоскости. Его обычно принимают таким, что- бы угол резания ножа отвала в слабых и тяжелых грунтах был соответственно равен 45 и 35°.

Срезанный отвалом грунт в дальнейшем может перемещаться перед отва- лом или отводиться в сторону от направления движения машины. Это зависит от положения режущей кромки отвала относительно продольной оси машины, определяемого углом между ними, называемым углом захвата. При значении этого угла, близком к 45°, грунт интенсивно скользит по отвалу и отводится в сторону от продольной оси машины. При угле захвата, близком или равном 90°, грунт остается перед отвалом и перемещается им в направлении движения ма- шины. На практике угол захвата назначается в зависимости от вида работ, вы- полняемых машиной. При зарезании отвала в грунт одним из его концов этот угол принимается равным 35…50°.

При выполнении автогрейдером отделочных и планировочных работ угол захвата устанавливают в пределах 45…90°, причем на первой стадии выполне- ния этих работ, когда подлежащий планировке слой грунта имеет большую толщину, этот угол имеет меньшее значение. По мере улучшения разравнива- ния и повышения уплотнения грунта угол захвата постепенно увеличивают, принимая на конечной стадии планировки равным 90°. Поскольку в этот мо- мент сопротивление машине невелико, на отвал обычно устанавливают ушири- тель. Это увеличивает ширину полосы обрабатываемого грунта и производи- тельность машины.

При копании с отводом грунта в боковом направлении наиболее рацио- нальным считается угол захвата, равный 60°. На отвод грунта в этом случае машина расходует несколько большую энергию, чем при угле захвата в 45°. Однако при этом она обрабатывает более широкую полосу сооружения и отво- дит грунт на большее расстояние в сторону.

В процессе выполнения земляных работ на строительных объектах авто- грейдеры совершают круговые или челночные движения. Последнее зависит от длины и ширины участков, на которые разбивается объект строительства.

При применении автогрейдеров на строительстве дорог длина участков, называемых захваткой, зависит от рельефа местности, наличия мостов, труб, сроков и объемов работ и др. и составляет 0,15…1,5 км. При захватках длиной 0,4…1,5 км автогрейдеры перемещаются по круговым траекториям. Двигаясь при каждой проходке в пределах всей длины захватки, они выполняют только одну определенную операцию при одной установке отвала.

При коротких захватках длиной 0,15…0,4 км работы ведутся челночными движениями автогрейдера, причем, если длина захватки близка к 0,15 км, авто- грейдер совершает обратное движение вхолостую на повышенной скорости. При захватках длиной более 0,15 км автогрейдер разрабатывает грунт при пря- мом и обратном движениях, поворачивая отвал на 180° в конце участка перед обратным ходом.

26

4.3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При выполнении работы используется автогрейдер ЗТМ 1-43.

4.3.1.Используя автогрейдер ЗТМ 1-43, лабораторный практикум, плака- ты и кинофильм, изучить общее устройство и назначение автогрейдеров.

4.3.2.С помощью рулетки измерить высоту и длину отвала автогрейдера, а угломером - угол поворота отвала в плане.

По технической характеристике (табл. П.2) найти средние действительные скорости при операциях рабочего цикла автогрейдера.

4.3.3.Определить основные параметры и производительность автогрейдера, используя выражения (4.1), (4.2) и исходные данные варианта (табл. П.2).

Техническая производительность автогрейдера:

где длина участка L подставляется в км; n – общее число проходов; nК – число проходов при копании грунта; nП – число проходов при перемещении грунта; nО – число проходов при отделки насыпи; VД1, VД2, VД3 – средние действитель- ные скорости при копании, перемещении грунта и отделочных проходах, км/ч; tР – время на разворот автогрейдера, tР = 60…180 с.

4.4. ФОРМА ОТЧЁТА

4.4.1.Цель работы.

4.4.2.Описание назначения, устройства и классификации автогрейдеров.

4.4.3.Определение основных параметров и производительности по формулам (3.1) и (3.2).

4.4.4.Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Поясните устройство автогрейдера.

2.Какие виды дополнительного оборудования могут навешиваться на автогрейдер?

3.Назовите классификацию и главный параметр автогрейдеров.

27

4.Какие конструктивные признаки автогрейдера влияют на точность планировки земляного полотна?

5.Что означают цифры в колёсной формуле автогрейдера?

6.Как определяется техническая производительность автогрейдера?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИЗУЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ ГРЕЙДЕР-ЭЛЕВАТОРОВ

5.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы заключается в изучении рабочего процесса, конструкции и определении производительности грейдер-элеваторов.

5.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Грейдер-элеватор (рис. 5.1) – землеройно-транспортная машина для по- слойного резания грунта с плужным рабочим органом и транспортирующим устройством непрерывного действия.

Грунт, срезаемый грейдер-элеватором при перемещении, передаётся на конвейер или метатель, который сбрасывает этот груз в валик или слой, обра- зующийся параллельно рабочему перемещению машины. Грунт можно отсы- пать в транспортные средства, двигающиеся вместе с грейдер-элеватором.

Грейдер-элеваторы применяются для создания линейных сооружений: насыпей и выемок в дорожном, ирригационном и гидротехническом строительстве, при работе на равнинной местности в грунтах нормальной влажности без включений крупного камня.

Высота насыпи и глубина выемки (до 2 м) ограничена вылетом кон- вейера, который не может быть большим из условия сохранения устойчивости машины при сравнительно небольшой ширине колеи.

Грейдер-элеваторы классифииируются по типу ножа, по конструкиии и расположению транспортирующего органа, по способу передвижения, приводу, по системе управления и типоразмерам.

По типу ножа различают грейдер-элеваторы с дисковыми, прямыми и криволинейными (полукруглыми) ножами (вторые и третьи получили название стругов). Ножи могут быть поворотными и неповоротными. Грейдер-элеватор с поворотным ножом может работать по челночной схеме с отрывкой односто- роннего кювета или односторонней отсыпкой грунта без разворотов всей ма- шины в начале и конце заходки.

28

Рис. 5.1. Самоходный грейдер-элеватор на базе одноосного тягача: 1 – одноосный тягач; 2 – ходовая трансмиссия тягача; 3 – плужная балка; 4 – дисковый нож; 5 – основная рама; 6 – гидромотор привода ленточного конвейера; 7– ленточный конвейер; 8 – опорно-поворотное устройство; 9 и 10 – гидроцилиндры подъёма плужной балки; 11 – гидроцилиндр подъёма

конвейера; 12 – гидроцилиндр поворота ножа

29

По конструкции и расположению транспортирующего органа различают грейдер-элеватор с ленточными конвейерами (поперечными, диагональными или поворотными), с метателями и конвейерами-метателями.

Грейдер-элеваторы могут также иметь два (продольный и поперечный) конвейера.

По способу передвижения rрейдер-элеваторы делятся на прицепные и полуприцепные к тракторам, навесные на базе автогрейдеров и самоходные на базе одноосных тягачей.

Привод транспортирующего органа может быть механическим (с отбором мощности от двигателя трактора или с самостоятельным двигателем внутрен- него сгорания), электрическим и гидравлическим. Наиболее совершенны элек- трический и гидравлический приводы.

Управление рабочими органами может быть механическим (с отбором мощности для механизмов управления от основной трансмиссии), а также гидравлическим или электрогидравлическим, которые нашли наибольшее при- менение.

Типоразмеры грейдер-элеваторов определяются производительностью и дальностью перемещения грунта. В свою очередь, производительность зависит от мощности машины и размеров её режущего органа, а дальность транспортирования - от длины и скорости транспортирующего органа.

Являясь машинами непрерывного действия с рациональным процессом перемещения грунта, грейдер-элеваторы отличаются от других землеройно- транспортных машин высокой производительностью, при работе в отвал она достигает 3000 м3/ч. Эти машины обслуживаются в большинстве случаев одним грейдеристом.

Грейдер-элеватор пpи отсьпке грунта в насыпь, отвал или кавальер дает непрерывный поток грунта, определяемый площадью поперечного сечения сре- заемой стружки грунта и скоростью движения машины. Этот поток прерывает- ся в конце и начале захватки. Схема работы грейдер-элеватора показана на рис. 4.2. Рабочий цикл состоит из срезания грунта на длине захватки, подъема ножа, разворота грейдер-элеватора или перехода на противоположную сторону со- оружения при кольцевой схеме, или маневра для перехода на параллельную стружку при челночной схеме (для грейдер-элеваторов с поворотным ножом) и опускания ножа.

Для прицепных грейдер-элеваторов, обладающих плохой манев- ренностью, длина захватки должна быть не менее 500 м. Самоходные и челноч- ного действия грейдер-элеваторы могут работать достаточно эффективно и при меньшей длине участка. Наиболее распространенными конструкциями грейдер- элеваторов являются полуприцепные машины с автономным двигателем внутреннего сгорания для привода транспортирующего органа и самоходные машины на базе одноосных тягачей.

30