4.3. Порядок проведения работы

При выполнении работы используется автогрейдер ЗТМ 1-43.

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

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

По технической характеристике (табл. П.3) найти средние действительные скорости при операциях рабочего цикла автогрейдера.

4.3.3. Определить основные параметры и производительность автогрейдера, используя выражения (4.1) и (4.2).

Техническая производительность автогрейдера:

, м³/ч, (4.1)

где L – длина участка, в расчётах принимаем L = 400 м; F – площадь вырезаемой стружки, принимаем для II категории грунта F =0,07…0,09м²; Т_Ц – время цикла, ч.

Время рабочего цикла автогрейдера находится по формуле

, ч, (4.2)

где длина участка L подставляется в км; n – общее число проходов; n_К – число проходов при копании грунта; n_П – число проходов при перемещении грунта; n_О – число проходов при отделки насыпи; V_Д1, V_Д2, V_Д3 – средние действительные скорости при копании, перемещении грунта и отделочных проходах, км/ч; t_Р – время на разворот автогрейдера, t_Р = 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 (4.1) и (4.2).

4.4.4. Формулирование кратких выводов по лабораторной работе.

Контрольные вопросы и задания

1. Поясните устройство автогрейдера.

2. Какие виды дополнительного оборудования могут навешиваться на автогрейдер?

3. Назовите классификацию и главный параметр автогрейдеров.

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

5. Что означают цифры в колёсной формуле автогрейдера?

6. Определите техническую производительность автогрейдера.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ИЗУЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ

ОДНОКОВШОВЫХ ПОГРУЗЧИКОВ

5.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы заключается в изучении студентами рабочего процесса, конструкции и определении производительности одноковшовых погрузчиков.

5.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Одноковшовый погрузчик состоит из базовой машины и рабочего оборудования шарнирно-сочлененного типа. В комплект сменных рабочих органов погрузчика входят несколько типов ков­шей, захваты для работы со штучными грузами, бульдозерный отвал и др.

Одноковшовые погрузчики с ковшовым оборудованием (рис. 5.1) широко применяют для разработки карьерных сыпучих и мелкокусковых материалов с погрузкой их в транспортные средства, для послой­ной разработки грунта, перемещения его и отсыпки в отвал, а также выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ с различными сыпучими материалами.

Рис. 5.1. Общий вид одноковшового колёсного погрузчика ТО-18В

Одноковшовые погрузчики со сменными рабочими органами используются для погрузки и разгрузки контейнеров, лесоматериалов, выполнения планировочных работ и др.

По главному параметру – номинальной грузоподъемности, одноковшовые погрузчики разделяют на малогабаритные (менее 5 кН), легкие (5…20 кН), средние (20…40 кН), тяжелые (40…100 кН) и большегрузные (более 100 кН).

Погрузчики классифицируют также по типу ходового оборудо­вания, базовой машины, расположению, типу и приводу погрузоч­ного оборудования.

По типу ходового оборудования погрузчики подразделяют на гусеничные и колесные. Вследствие более высо­кой мобильности и транспортабельности наиболее распространены колесные погрузчики (рис. 5.2, а). Гусеничные погрузчики (рис. 5.2, б) используют при ра­боте на грунтах со слабой несущей способностью, а также на взор­ванных скальных грунтах, где необходимо реализовать большие усилия на ковше и где шины быстро изнашиваются.

По типу базовой машины различают погрузчики на специаль­ных базовых шасси и тягачах, погрузочных модификациях про­мышленных тракторов и промышленных модификациях тракторов общего назначения.

Специальные шасси и тягачи создают в расчете на агрегати­рование с ними погрузочного оборудования. У них более рацио­нальная компоновка узлов и агрегатов, однако погрузчики на базе собственных шасси экономически целесообразны только при боль­шой серийности их выпуска или при создании машин специального назначения.

Рис. 5.2. Одноковшовые фронтальные погрузчики:

а – на базе специального колесного шасси с жесткой рамой и поворотными колесами; б – на базе гусеничного тягача; 1 – рабочий орган – ковш; 2 – механизм поворота ков­ша; гидроцилиндры: 3 – механизма поворота ковша; 4 – механизма подъема стрелы; 5 – шасси; 6 – портал; 7 – трактор; 8 – рыхлитель

Погрузчики выпускают с полуповоротным, перекидным и фронтальным рабочим оборудованием. При полуповоротном оборудо­вании предусмотрена боковая разгрузка ковша в направлении раз­работки материала. При перекидном же оборудовании материал разгружается назад, а фронтальное оборудование обеспечивает разгрузку ковша со стороны разработки материала. Преимущест­венно распространены в нашей стране и за рубежом одноковшо­вые фронтальные погрузчики.

Погрузчики на пневмоколесном ходу монтируют­ся обычно на четырехколесных, двухосных специальных шасси с жесткими рамами и поворотными колесами или с шарнирно-сочлененными рамами. Ходовое оборудование имеет колесные схемы 2x4 и 4х4, а также балансирную подвеску одного из мостов (обычно заднего) для постоянного опирания на грунт всех четырех колес. С этой же целью в машинах с шарнирно-сочлененными ра­мами предусматривают дополнительные горизонтальные шарниры.

Рабочее оборудование погрузчика состоит из стрелы, рабочего органа, механизмов подъема стрелы и поворота рабочего органа. Навешивают погрузочное оборудование на трактор через специ­альный портал, на заднюю навеску трактора нередко устанавли­вают рыхлитель, используемый для предварительного рыхления грунта, разрабатываемого погрузчиком.

Одноковшовые погрузчики являются машинами цикличного дей­ствия. В течение одного цикла погрузчик последовательно выпол­няет следующие основные операции: заполняет ковш и поднимает его в транспортное положение, а после передвижения к месту разгрузки поднимает ковш в положение разгрузки. Далее проис­ходят поворот и разгрузка ковша, опускание его в

транспортное положение, после чего погрузчик передвигается к месту загрузки ковша. Некоторые из элементов цикла (например, опускание ков­ша и движение погрузчика к месту загрузки) можно совмещать.

В зависимости от физико-механических свойств разрабатыва­емого (погружаемого) материала применяют различные способы заполнения ковша (рис. 5.3). При раздельном способе (рис. 5.3, а) ковш внедряется в грунт под действием напорного усилия хо­дового оборудования машины. После окончания этой операции ма­шинист поворачивает ковш, внедренный в материал, заполняет его и поднимает стрелу с ковшом в транспортное положение.

Преимущество данного способа работы заключается в его про­стоте, однако он применим только для работы с легкими (насып­ными) материалами, так как при значительных сопротивлениях грунта напорного усилия машины не хватает для достаточного внедрения ковша и он заполняется лишь частично.

К разновидностям данного способа погрузки относят послойную разработку грунта относительно тонкими стружками (скреперный способ), что обеспечивает хорошее заполнение ковша при работе на достаточно прочных грунтах.

Рис. 5.3. Способы заполнения ковша:

а – раздельный; б – совмещенный – внедрение ковша с подъемом стрелы и поворотом ков­ша; в – внедрение ковша с подъемом стрелы

При совмещенном способе ковш заполняется под действием напорного усилия ходового оборудования при одновременном подъеме стрелы и повороте ковша. На практике совмещают опе­рацию внедрения ковша с подъемом стрелы (экскавационный спо­соб, рис. 5.3, б) или операцию внедрения ковша с его поворотом и подъемом стрелы (рис. 5.3, в), в результате чего ковш заполня­ется лучше и сокращается продолжительность цикла. Совмещать операции можно при установке отдельных насосов для подъема стрелы и поворота ковша или в случае применения делителей по­тока. Совмещенный способ, требующий высокой квалификации машинистов, особенно эффективен при автоматизированных сис­темах управления погрузчиками.

Для того чтобы грунт не высыпался при подъеме и опускании рабочего оборудования, используют рычажные механизмы пово­рота ковша параллелограммного или антипараллелограммного типа, а также применяют гидравлические следящие системы, обес­печивающие подачу жидкости в соответствующую полость гидро­цилиндра ковша для сохранения нужного угла запрокидывания.

Базовое шасси или трактор, предназначенные для навески по­грузочного оборудования, характеризуются массой, мощностью установленного двигателя N_дв, рабочими υ_р и транспортными υ_тр скоростями передвижения, размерами движителя и его маневрен­ностью (В₀, L₀, r_п и др.).

Разгрузка ковша, обеспечиваемая поворотом ковша на выгрузку («от себя»), определяет следующие основные параметры погруз­чика: высоту разгрузки Н₂, вылет кромки ковша L, углы разгруз­ки ε_р и запрокидывания ε_з ковша (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема погрузки грунта в автосамосвал

Для обеспечения эффективной совместной работы погрузчиков и автомобилей-самосвалов их параметры должны быть взаимо­увязаны. Известно, что материал (грунт) в кузове автомобиля распределяется равномерно, если режущая кромка ковша при его разгрузке находится от борта на расстоянии не менее 1/3 ширины кузова.