Автогрейдер

Федеральное агентство по образованию 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра механизация и автоматизация 
 
 
 
 
 
 
 

Контрольная работа №1

На тему:

«Автогрейдеры» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                     Преподаватель:

                                                     ________________

                                                     Выполнила: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КРАСНОДАР 2010 Г. 
 
 

    При отделке земляного полотна дороги требуется произвести вырезание кюветов и профилирование поверхности и боковых откосов насыпи и выемок для придания этим элементам дорожного полотна необходимых поперечных и продольных уклонов. Эти работы выполняют автогрейдеры  и грейдеры.

    Мощные  автогрейдеры могут быть использованы и для возведения земляного полотна в нулевых отметках. Автогрейдеры применяют также на планировочных и вспомогательных работах и в других отраслях строительства — при сооружении площадок, профильных выемок и насыпей. В зимнее время автогрейдером очищают дороги от уплотненного снега.

     Автогрейдер обладает большой маневренностью и  возможностью изменения углов установки отвала в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также может осуществлять вынос отвала в сторону. 
 
 

    Рис. 1. Автогрейдер:

    1—  основная рама; 2 — двигатель; 3 —  отвал; 4 — поворотный круг;

    5 — тяговая рама; 6 — рыхлитель; 7 — ведущие колеса;

    8—10 — гидроцилиндры 

    Прицепные грейдеры, обладая теми же функциями, как и автогрейдёры, не имеют собственного двигателя и трансмиссии и работают на прицепе ва гусеничными тракторами. Прицепные грейдеры значительно уступают автогрейдерам в маневренности и производительности.

    Кроме основного рабочего органа — отвала и имеющегося на многих автогрейдерах  кирковщика, эта машина может работать также с различными видами сменного навесного рабочего оборудования: грейдер-элеваторного, снегоочистительного и другого, будучи дешевле специализированных машин. В силу этих причин выпуск прицепных грейдеров продолжается главным образом с целью сезонного использования тракторов, но этот тип машин не является перспективным и не развивается.

    Автогрейдеры  можно классифицировать по следующим  основным признакам:

    а) повесу  машины: легкие весом до 9 т,  средние весом 10—12 /п, тяжелые  весом 13—15 /п и особотяжелые весом 17—23 /п;

    б) по устройству  ходового оборудования:  двухосные — с одной или  двумя ведущими осями и трехосные  — с двумя или тремя ведущими осями;

    в) по системе управления рабочими органами:

    с механическим (редукторным) или гидравлическим управлением.

    Легкие  автогрейдеры используют для содержания и мелкого ремонта дорог и  для постройки грунтовых дорог  в нулевых отметках.

    Средние автогрейдеры используют для возведения земляного полотна при небольших  отметках насыпи и выемки в грунтах оптимальной влажности и для среднего ремонта дорог.

    Автогрейдеры  тяжелые и особотяжелые целесообразно  использовать при  наличии больших  объемов работ и в тяжелых  грунтовые условиях.

    Обычно  у автогрейдеров управляемыми (поворотными) являются колеса передней оси; некоторые типы автогрейдеров имеют управляемыми колеса передней и задней оси, что обеспечивает им возможность поворота со значительно меньшим радиусом и позволяет осуществлять поступательное движение, при котором колеса задней оси не движутся по окончательно отделанной поверхности дороги. Такую схему управления поворотом имеет автогрейдер Д-426.

    Для удобства обозначения количества ведущих  осей и осей, имеющих управляемые  колеса, в технической литературе часто приводятся условные обозначения:

    Л х Б х В,

    где

    Л — число осей с управляемыми колесами;

    Б—число ведущих осей;

    В — общее число осей машины.

    Пользуясь таким способом обозначения, для  двухосного автогрейдера с двумя  ведущими осями и всеми управляемыми колесами колесная схема будет обозначаться 2х2х2; для автогрейдера трехосного с двумя ведущими и одной управляемой осью колесная схема будет иметь вид. 

    Машины  трехосные с двумя ведущими и  одной управляемой осью (1 х X 2 х 3) обладают, по сравнению с другими  автогрейдерами, лучшей планирующей способностью, достаточно хорошими тяговыми качествами и способностью сохранять устойчивость заданного прямолинейного движения при наличии боковой нагрузки, например, когда отвал работает, будучи вынесенным в сторону. Такую схему ходового оборудования имеет подавляющее большинство мирового парка автогрейдеров.

    Автогрейдеры  со всеми ведущими колесами значительно  дороже и сложнее в эксплуатации, поэтому их применяют лишь в тех  случаях, когда от машины требуются  высокие тяговые качества в трудных  грунтовых условиях.

    Поперечная  устойчивость автогрейдеров при  боковых нагрузках достигается за счет наклона ведомых колес при помощи специального механизма.

    Основным  рабочим органом автогрейдера является отвал с ножом; отвал имеет  постоянный радиус кривизны. Практикой установлены следующие пределы изменения углов установки отвала автогрейдера: угол резании б = 30-г-80° с интервалами перестановки в 3—5°; угол захвата (р = 0—180°. Применение полноповоротного механизма установки отвала в плане дает возможность работать при любом угле захвата.

    Рабочее оборудование автогрейдера состоит  из отвала, укрепленного на тяговой  раме, и кирковщика. Все механизмы  управления рабочим оборудованием  приводятся карданными валами от коробки  управления, установленной на колонке  независимого отбора мощности. Другая модель среднего автогрейдера типа Д-426 с двигателем мощностью 110 л. с. и гидравлическим управлением. Все четыре колеса этого автогрейдера являются ведущими и управляемыми.

    Система управления колесами позволяет, например, повернуть передние и задние колеса в противоположные стороны; при этом машина будет перемещаться по дуге круга; если же передние и задние колеса повернуть в одну сторону, то машина будет двигаться поступательно под некоторые углом к своей продольной оси.

    Тяжелый автогрейдер типа Д-395  с механическим управлением отличается наличием трех ведущих осей. Колеса передней оси являются ведущими и управляемыми. Благодаря использованию всех колес в качестве ведущих реализуется тяговое усилие, максимально возможное при данном весе; это обеспечивает высокую производительность и хорошую проходимость машины в трудных условиях. Мощность двигателя составляет 150 л. с., в дальнейшем мощность предполагается увеличить до 225 л. с. путем замены двигателя. Задние мосты автогрейдера подвешены к основной раме на опорных балансирах и реактивных штангах. Передний мост подвешен к передней головке рамы посредством шкворня, на котором может качаться в поперечной плоскости.

    Балансирная подвеска задних мостов и шкворневая подвеска переднего моста позволяют колесам приспосабливаться к неровностям пути при движении автогрейдера. Привод к задним мостам осуществляется карданными валами. В системе передач имеется мультипликатор с ускоряющей I и замедляющей передачами. Система передач дает возможность автогрейдеру менять скорость движения от 3,5 до 28,5 при восьми скоростях движения вперед и двух скоростях движения назад. В трансмиссии ходовой части имеется ходоуменьшитель, позволяющий получить еще четыре пониженные скорости движения вперед и одну назад. Привод передней ведущей оси включается при работе автогрейдера в тяжелых условиях.

    Рабочее оборудование автогрейдера состоит  из отвала и кирковщика;

последний может заменяться бульдозерным отвалом. Отвал присоединяется к кронштейнам  поворотного круга,  который смонтирован на тяговой раме, присоединенной шаровым шкворнем к основной раме в передней ее части. Тяговая рама вместе с поворотным кругом и отвалом может подниматься и опускаться при помощи двух зубчато-реечных редукторов и выноситься вправо или влево при помощи червячно-реечного механизма. Отвал вместе с поворотным кругом может поворачиваться в плане в любую сторону на 360°. Привод к редукторам управления отвалом и кирковщиком осуществляется от коробки управления с помощью карданных валов.

    Кулачковые муфты коробки управления переключаются пневматическими сервоцилиндрами, которые управляются рычагами воздухораспределителя, установленного перед водителем. Питание сжатым воздухом сервомеханизмов автогрейдера осуществляется от компрессора, приводимого от шестерни первичного вала коробки перемены передач. Сжатый воздух используете» также для управления дисковыми тормозами колес задних мостов. Автогрейдер имеет закрытую, хорошо вентилируемую и отапливаемую кабину.

    л. с.) до 275— 315 /сет (375—430 л. с). 
 
 

    Грейдер-элеваторы.

    Грейдер-элеваторы  предназначены для возведения невысоких  насыпей, а также прокладки выемок и каналов. Они послойно срезают  грунт в боковых резервах и  перемещают его на несколько метров к месту укладки или в транспортное средство.

    Грейдер-элеваторы  относятся к машинам непрерывного действия, у которых функции копания  и перемещения грунта разделены  и выполняются двумя разными  рабочими органами: ножом и ленточным  конвейером. Срезаемый дисковым, плужным  или прямым ножом грунт поступает  на ленточный конвейер и перемещается им к месту выгрузки. Ленточный конвейер в рабочем положении выступает в сторону на несколько метров, а в транспортном - складывается, помещаясь в габаритные транспортные размеры грейдер-элеватора. С помощью механизма подвески рама конвейера может менять угол наклона к горизонту, что позволяет регулировать дальность выгрузки грунта.

    Рабочим органом грейдер-элеваторов являются дисковые или прямые ножи, с помощью  которых эти машины осуществляют непрерывное послойное резание грунта. При этом разрабатываемый грунт поступает сразу на ленточный транспортер, который расположен непосредственно у рабочего-органа. Приближение транспортирующего механизма к забою весьма рационально, так как позволяет освободить рабочий орган от функции перемещения грунта. Разделение функций резания и транспортирования грунта между рабочим органом и ленточным транспортером выгодно отличает грейдер-элеваторы от других землеройно-травспортных машин и обеспечивает по сравнению с ними наиболее высокие технико-экономические показатели.

    Грейдер-элеваторы  классифицируют: – по типу рабочего органа — на грейдер-элеваторы с  дисковым ножом (неповоротным или поворотным) и с системой прямых ножей (землеройные  струи); – по расположению транспортирующих устройств — с поперечно расположенным, диагонально расположенным и поворотным конвейерами; – по типу привода —с механическим, гидравлическим и с многомоторным дизель-электрическим приводом (-механический привод для управления машиной при современном развитии гидропривода следует считать устаревшим); – по способу перемещения — прицепные, полуприцепные, навесные и самоходные.

    Наибольшее  распространение получили полуприцепные  грейдер-элеваторы, работающие с гусеничным трактором и обладающие меньшей  массой и большей маневренностью. Навесные грейдер-элеваторы выполняются в виде сменного оборудования к автогрейдерам.

    Грейдер-элеваторы  с диагональным расположением отвального конвейера применяются только для  выдачи разрабатываемого грунта в транспортные средства. Модели с поперечно расположенными или поворотными конвейерами могут отсыпать грунт непосредственно в отвал или в транспортные средства.

    Грейдер-элеваторы  работают производительно лишь на связных  грунтах, лишенных каменистых включений, и на ровной местности, позволяющей  делать достаточно длинные рабочие ходы. Грейдер-элеваторы применяются на строительстве каналов малых и средних сечений, сооружаемых в лолувыемках-полуна-сыпях, а также на работах по возведению дорожных насыпей, разработке выемок и на строительстве аэродромов.

    Грейдер-элеватор с дисковым ножом показан на рис. 2. Его основными частями являются рама, к которой подвешена плужная  балка с установленным на ней  ножом в форме диска со сферическими поверхностями, отвальный ленточный  конвейер для отсыпки грунта в  отвал или транспортные средства и привод.

    Для гидротехнического строительства  значительный интерес представляют диагональные грейдер-элеваторы (землеройные  струи) машины с рабочим органом  в виде системы плоских ножей, с отвальным конвейером, установленным  под углом или в направлении движения машины.

    Рис. 2. Грейдер-элеватор с дисковым ножом 

    Рабочий орган диагонального грейдер-элеватора (рис. 3), осуществляющий вырезание грунта и направление его на отвальный  конвейер, состоит из трех косо поставленных ножей; планирующего, под плоскостью которого размещается натяжной барабан отвального конвейера 2, и подгребающих ножей 3 с углом резания в плоскости нормального сечения 65—70°. 

    При мощности двигателя 185—220 кет (250—300 л. с.) такая машина может в благоприятных грунтовых условиях иметь производительность до 1000—1600. 

    Рис. 3. Диагональный грейдер-элеватор 

    Рабочий орган с системой плоских ножей  конструктивно приспособлен для  разработки только легких или средней  плотности взрыхленных грунтов. Некоторые новейшие зарубежные модели снабжаются коротким механическим питателем скребкового типа, который является переходным звеном между рабочим органом и наклонным отвальным конвейером, облегчающим подачу на ленту взрыхленных тяжелых грунтов, подорванных скальных пород и т. п. материалов, которые без такого питателя плохо захватываются лентой.

    Рабочий орган трейдер-элеваторов с системой плоских ножей устраивается с  регулируемой шириной захвата, которая  в зависимости от величины сопротивления  разрабатываемых грунтов может изменяться от 0,9 до 3,0 м. Эти машины снабжаются также вертикальным ножом для разработки забоев высотой 3— 3,5 м, что особенно важно при наличии разнохарактерных верхних и подстилающих грунтов. В процессе резания и при дальнейших перегрузках происходит перемешивание грунтов и достигается возможность их полного использования при возведении качественных насыпей (дамб, плотин и т. п.).

    Типаж машин, намеченных к изготовлению в  СССР на ближайшие годы, предусматривает  выпуск полу/прицепных грейдер-элеваторов с дисковым ложом на гусеничной и колесной тяге производительностью 500—1600 м3/ч и полуприцепных землеройных стругов к серийным гусеничным тракторам производительностью до 1000 м3/ч с метателем, отбрасывающим грунт на расстояние до 25 м; струги предназначаются для разработки крупных линейных выемок (каналов).

    Грейдер-элеваторы  бывают прицепными, полуприцепными и  самоходными. Прицепные машины смонтированы на двухосном шасси и оборудованы  всем необходимым для ведения  работ кроме силовой установки и ходовой трансмиссии, поэтому нуждаются в тягаче. Полуприцепные машины также оборудованы всеми необходимыми (кроме силовой установки и ходовой трансмиссии) агрегатами, но смонтированы на одноосном шасси и поэтому опираются передней частью не на собственный движитель, а на сцепное устройство тягача. Такие машины в принципе допускают отсоединение полуприцепной части и использование тягача в других целях, но для их монтажа и демонтажа требуется грузоподъемная техника. Исполнительные механизмы этих машин получают энергию от силовой установки базового тягача, как правило, с помощью гидрообъемной передачи. Самоходные грейдер-элеваторы представляют собой полностью автономные машины, оснащенные собственной силовой установкой, движителем,ходовой трансмиссией,приводом рабочих органов и системами управления ими. Тип ходовой трансмиссии самоходного грейдер-элеватора зависит от типа трансмиссии базовой машины, а для привода рабочих органов (подъем/опускание ножа, движение ленты конвейера, подъем/ опускание и складывание/ разворачивание его рамы) используется гидрообъемная трансмиссия. 

    За  последние годы в развитии конструкции  автогрейдеров наметились следующие  тенденции: повышение мощности двигателей без существенного увеличения веса автогрейдеров; внедрение гидромеханических трансмиссий для ходовой части машины: применение двигателей, приспособленных для работы при значительных кренах, а также в условиях низких и высоких температур и при высокой запыленности воздуха; повышение транспортной скорости автогрейдеров; автоматизация управления с целью обеспечения автоматического профилирования по заданному профилю; значительное улучшение условий работы водителя; применение шин низкого давления с централизованным. регулированием давления воздуха, подаваемого от компрессора двигателя.

    Из  различных колесных схем наибольшее распространение получила схема 1 х 2 х 3, т. е. трехосная машина с двумя  задними ведущими осями и с  передней осью, имеющей управляемые  колеса.

    Перспективным типажом предусматриваются следующие  основные параметры автогрейдеров.

Прицепные грейдеры выпускаются двух типов: к  тракторам С-100 и ДТ-54 (Т-75). Они  имеют ручное управление установкой отвала и поворотного" круга. Для  управления прицепным грейдером, кроме  тракториста, необходим второй человек  — грейдерист, находящийся на грейдере, тогда как автогрейдером управляет один человек. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Литература:

1. Машины для строительства дорог. - М.: «Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы»,1962. – 505с., ил.

2. Дорожно-строительные машины и оборудование. – М: «Наука», 1896. – 186с., ил.

3. Строительные машины и оборудование, справочник.