Автогрейдер среднего класса
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Назначение, общее устройство и принцип работы машины 5
2 Рабочие органы автогрейдера среднего типа ДЗ-122 8
3 Технологические схемы проведения работ автогрейдером 12
4 Определение основных параметров и производительности машины 18
5 Влияние свойств грунта на производительность машины 25
6 Пути повышения производительности
Заключение 28
ВВЕДЕНИЕ
Автогрейдер относится к землеройно - транспортным машинам, так как его работа заключается в срезание слоя земли и транспортирование его в заданном направлении. Это самоходная землеройная машина, так как она снабжена собственной силовой установкой для привода ведущих колес.
Основное назначение автогрейдеров
- планировка и профилирование площадей
и откосов, разравнивание и перемещение
грунта, сыпучих материалов при постройке
и ремонте дорог, гидромеханических
и других сооружений. Эти работы
выполняются отвалом с режущими
ножами, размещенным между передней
и задней осями автогрейдера и
подвешенной к его раме. Важное
преимущество автогрейдера заключается
в том, что им можно выполнять
практически весь цикл земляных работ
при строительстве
Автогрейдер среднего класса
- эффективная машина для выполнения строительства
и содержания автомобильных дорог, выполнения
землеройно-профилировочных работ, может
использоваться на работах по перемещению
и распределению грунта и дорожно - строительных
материалов, планировке откосов, насыпей
и боковых кюветов, очистке дорог от снега,
смещения грунтов с добавками и вяжущими
материалами на полотне дороги, а также
для рыхления асфальтовых покрытий, булыжных
мостовых и тяжелых грунтов с помощью
дополнительного рабочего органа - рыхлителя
заднего расположения.
1 НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ МАШИНЫ
Автогрейдер представляет собой самоходную планировочно-профилировочную машину. Конструкция всех современных автогрейдеров имеет мало характерных отличий, поскольку эти машины, в большинстве своем, имеют трехосную компоновку.
Автогрейдер среднего типа отличается от других модификаций массой, которая, как правило, не превышает 15 тонн. Ограничение массы грейдера сказывается как на габаритах машины, так и на типе используемой силовой установки. Автогрейдер среднего типа, для выполнения основного объема работ, использует стандартный рабочий инструмент - полноповоротный отвал с ножом.
Отвал, под определенным углом, смонтирован на раме грейдера, на участке между передним и задним мостом. Автогрейдер среднего типа, при проведении ряда дорожно-строительных работ, посредством ножа срезает часть грунта и, с помощью отвала, отклоняет его в сторону.
Автогрейдер среднего типа применяется
для осуществления
Автогрейдером выполняются следующие работы:
- Строительство и капитальный ремонт грунтовых и гравийных дорог.
- Устройство в грунтовом полотне нароста под основание дороги.
- Перемещение грунта в насыпь.
- Разравнивание насыпного грунта и планировка поверхности.
- Перемещение инертных материалов со стабилизирующими добавками при смешивании их на дороге.
- Киркование (разрыхление грунта и изношенных полотен дорог).
- Планировка поверхности больших территорий.
- Очищение дорог и территорий от снежного заноса.
Автогрейдер (рис. 1) представляет собой трехосную машину и состоит из двигателя, трансмиссии, ходовой части, рабочего оборудования, механизмов и систем управления, рабочего места машиниста.
Рисунок 1 – общий вид автогрейдера
Двигатель - преобразует химическую энергию топлива, сгорающего в его цилиндрах, в тепловую энергию, а затем в механическую, передаваемую коленчатому валу.
Трансмиссия автогрейдера представляет
собой группу механизмов, предназначенных
для передачи вращательного движения
коленчатого вала ведущим колесам.
Механизмами трансмиссии
Ходовая часть - совокупность элементов, с помощью которых осуществляется передвижение автогрейдера и реализация его силы тяги. К ходовой части автогрейдера относят основную раму с механизмами подвески ведущего моста, переднюю ось с колесами, а также колеса средней и задней осей, конструктивно объединенных в заднюю тележку.
Рабочее оборудование предназначено
для непосредственного
Рабочее оборудование делится на основное, постоянно установленное на машине, и дополнительное - сменное, предназначенное для вспомогательных операций. К основному рабочему оборудованию относится отвал с тяговой рамой и механизмом ее подвески, к дополнительному - кирковщик.
Механизмы и системы управления предназначены для выбора машинистом направления движения автогрейдера, изменения положения рабочего оборудования в процессе работы, быстрой остановки двигателя автогрейдера или удержания его на месте, запуска двигателя, освещения и сигнализации. Механизмы и системы управления включают в себя: рулевое управление, гидросистему, тормоза и электрооборудование.
К рабочему месту машиниста относится: кабина с сидением, пультами управления, система обогрева, вентиляция.
Различают рабочий и транспортный режимы автогрейдера. Основной рабочий режим заключается в срезании и перемещении грунта. При транспортном режиме, необходимом для передвижения машины к месту работы, отвал максимально поднимают. Работа автогрейдера в этом режиме практически не отличается от работы обычных транспортных средств.
Рисунок 2 – схема автогрейдера
1 — силовая установка; 2 — кабина; 3 — рама; 4 — гидросистема; 5 — тяговая рама; б— кирковщик; 7 — передний ведущий мост; 8 — отвал; 9 — поворотный круг; 10 — средний ведущий мост; 11 — подвеска мостов; 12 — задний ведущий мост
Автогрейдер оборудован стояночным
тормозом и многодисковыми колесными
тормозами среднего и заднего
ведущих мостов. Привод колесных тормозов
пневматический от компрессора на двигателе.
Привод имеет два контура, которые
управляют тормозами среднего и
заднего мостов раздельно. На автогрейдере
предусмотрено
Автогрейдер и его модификации выполнены по традиционной схеме ходовой части с задней балансирной ведущей тележкой. Передние ведущие колеса приводятся с помощью гидромотора и планетарного редуктора, включаются на первой передаче переднего хода. Трансмиссия автогрейдера гидромеханическая, установлены две коробки передач, унифицированные с автогрейдерами класса 160. Предусмотрена модернизация автогрейдера с установкой более мощной коробки передач и двигателя мощностью 220 кВт. Основная рама автогрейдера шарнирно сочлененная с гидравлическим управлением поворота полурам.
2 РАБОЧИЕ ОРГАНЫ АВТОГРЕЙДЕРА СРЕДНЕГО ТИПА ДЗ-122
Рабочий орган – отвал – устанавливается под углом в плане к оси машины и с подъемом к оси дороги. При движении автогрейдера он срезает грунт и перемещает его к середине дороги. Через кронштейны и поворотный круг рабочий орган закрепляется на тяговой раме. Последняя располагается под хребтовой балкой и соединяется с ней в передней части универсальным шарниров, а в задней – с помощью гидроцилиндров подвешивается к хребтовой балке. Два гидроцилиндра, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а еще одним гидроцилиндром производится ее вынос в сторону от продольной оси грейдера. Вращением поворотного круга с жестко закрепленными на нем кронштейнами обеспечивается установка отвала в плане. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен горизонтально или наклонно в вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вынесенным за ее пределы, быть опущенным ниже уровня поверхности, по которой перемещается машина, или поднятым над ней. Этим обеспечивается высокая маневренность рабочего органа автогрейдера при выполнении перечисленных выше работ.
Отвал автогрейдера выгнут из листовой стали и снабжен нижними и боковыми ножами.
Схема движения автогрейдера. Отвал автогрейдера при проезде на вершину (рис. 2) срезает грунт выступа. Отвал находится на линии колес и заглублять его не требуется. При переезде впадины отвал не режет грунт, а срезанный на выступе грунт ссыпается во впадину. Таким образом значительно упрощается управление автогрейдером при выполнении планировочных работ. Благодаря большой колесной базе и балансирной подвеске задних колес неровности поверхности не оказывают значительного влияния на качество планировки автогрейдером.
Рис. 2. Схема движения автогрейдера:
а — при планировании поверхности; б — при преодолении неровностей
На отвале автогрейдера устанавливается
маятниковый датчик. Сигнал от диагонали
моста, являющийся сигналом рассогласования,
подается на усилитель. Усилитель управляет
электромагнитами золотника. В зависимости
от перемещения золотника
Рисунок 3 - Рабочие органы автогрейдера (кирковщик, поворотный и неповоротные отвалы)
Основную разработку кюветов
выполняют отвалом
Технологический процесс выполнения операций отвалом автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых производится резание грунта, поперечное и продольное его перемещение, отделка (планирование) обрабатываемого участка дороги.
Схема установки копирной проволоки для автоматического регулирования работы автогрейдера. Контроль плана и профиля земляного полотна. При планировке по копирной струне щуп отвала автогрейдера должен перемещаться по струне. Последующие операции ( проходы) выполняют без копирной проволоки, так как копиром служит спланированная за первый проход поверхность.
Для уширения корыта при реконструкции дороги на отвал автогрейдера устанавливают уширитель. Уширитель выступает за нижнюю кромку ножа отвала и представляет собой зуб, которым роют канаву шириной от 700 до 1000 мм и глубиной до 400 мм.
Качество готового земляного полотна зависит от всего технологического комплекса работ. Послойная отсыпка грунта с равномерным разравниванием и уплотнением каждого слоя повышает прочность и качество земляного полотна. Применение современных планировочных машин с автоматизированным управлением рабочими органами (отвал автогрейдера, бульдозера и др.) обеспечивает хорошую ровность всех элементов земляного полотна и прежде всего его верхней части.
Рисунок 4 – навесное оборудование автогрейдера (кирковщик)
Кирковщик - рыхлитель предназначен для рыхления твердого и каменистого грунта, в том числе перед проходкой стабилизационной фрезой при строительстве, а также для слома тонкого асфальта (до 8 см).
Очистка дорог, площадей, проездов от снега производится на II и III передачах в зимнее и весеннее время. Дорогу шириной до 7 м очищают автогрейдером от снега начиная от ее середины. При большей ширине дороги первый проход автогрейдером выполняют вдоль бровки дороги, а последующие - от оси дороги, перемещая снег в сторону кюветов. Снежные валы на обочинах сдвигают отвалом автогрейдера, максимально вынесенным в сторону. Наледи с проезжей части дороги удаляют зубчатым ножом, закрепленным на отвале. Сколотый лед смещают за бровку дороги.
Рисунок 5 – сменное навесное оборудование автогрейдера
На отвале автогрейдера устанавливается
маятниковый датчик. Сигнал от диагонали
моста, являющийся сигналом рассогласования,
подается на усилитель. Усилитель управляет
электромагнитами золотника. В зависимости
от перемещения золотника
Для упрощения показана только
половина профиля сооружаемого земляного
полотна дороги. Практически же профилирование
заключается в последовательных
круговых проходах автогрейдера с обеих
сторон полотна. В верхней части
схемы изображен требуемый
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ АВТОГРЕЙДЕРОМ
В зависимости от характера выполняемых работ и типа земляного сооружения применяют различные схемы производства работ автогрейдерами. Характер выполняемых работ и расстояние перемещения разрабатываемого грунта определяют положение рабочего органа автогрейдера, характеризуемое углами захвата, резания и наклона отвала. Производительность автогрейдеров в значительной степени зависит от дальности перемещения (рис. 6, а) и характера грунта (рис. 6, б).
Технологический процесс производства земляных работ автогрейдерами состоит из перемещения и разравнивания грунта.
Наиболее ответственной операцией, определяющей правильность выполнения последующих работ, является проходка первой борозды, поэтому трасса первой борозды должна быть четко отмечена вешками.
1 — грейдер; 2 — бульдозер; 3 — погрузчик; 4 — скрепер
Рисунок 6 - Зависимость производительности от дальности транспортировки (а), характера грунта (б).
При проходке первой борозды рабочий конец отвала автогрейдера устанавливают на расстоянии 15…20 см от линии вех, намечающих трассу борозды. Чтобы сохранить правильное направление движения, заднее колесо автогрейдера должно перемещаться по дну борозды.
Перед началом работ по разработке карьеров или резервов автогрейдерами снимают растительный слой грунта и укладывают его в отдельный кавальер для последующей разработки при рекультивации отведенных земель под строительство сооружений.
При возведении насыпей из боковых резервов автогрейдеры совершают круговое движение. Отсыпку насыпи могут производить один или несколько грейдеров. Если работу делает один автогрейдер, то он, совершая круговые движения, выполняет все технологические операции: срезку слоя грунта, перемещение и разравнивание грунта. Такая схема производства работ нерациональна, так как для выполнения каждой технологической операции необходимо изменять установку отвала.
1 — срезка грунта; 2 — перемещение грунта; 3 — ось земляного полотна
Рисунок 7 - Последовательная схема работы автогрейдера
Это увеличивает простои автогрейдера, снижая его производительность. Повышение производительности и сокращение сроков возведения насыпи достигается при работе двух или трех автогрейдеров. Каждый автогрейдер используют для выполнения одной определенной операции.
Работу двух автогрейдеров осуществляют по следующей схеме (рис. 7). Автогрейдер среднего типа выполняет только срезку грунта. Он совершает движение по эллипсу, перемещаясь из одного резерва в другой. Вслед за ним по такой же эллиптической кривой движется менее мощный автогрейдер, выполняющий перемещение грунта в тело насыпи. В связи с тем, что на срезку грунта затрачивается больше времени, второй автогрейдер будет иметь вынужденные перерывы в работе. Для сокращения этих перерывов целесообразно периодически использовать второй автогрейдер для разравнивания грунта в насыпи.
Схема возведения насыпи двумя
автогрейдерами применима в том
случае, если ширина насыпи и резервов
позволяет отсыпать грунт в тело
насыпи двумя проходками. Для отсыпки
более широких насыпей
Рисунок 8 - Рекомендуемые углы установки ножа в зависимости от выполняемой операции, град
Отвалы автогрейдеров, занятых только перемещением грунта, устанавливают с углом наклона на 3…50 и углом срезки 45…50°.
Автогрейдеры осуществляют возведение насыпи послойно: после отсыпки первого слоя грунта таким же порядком отсыпают второй и последующие слои, постепенно наращивая высоту насыпи. Наиболее эффективно автогрейдеры работают при возведении насыпей высотой до 0,5… 0,6 м, однако их можно использовать также и для возведения насыпей до 1 м.
Если проектом производства работ не предусматривается послойное уплотнение грунта з насыпи, то валики грунта укладывают вплотную друг к другу (вприжим). Если же возведение насыпи осуществляется с послойным уплотнением грунта, то валики укладывают вразбежку с последующим разравниванием их.
Валики грунта укладывают,
начиная от бровки к оси насыпи.
Первый валик перемещают через второй,
третий — через два предыдущих
и так далее. При этом осуществляется
частичное разравнивание
Разравнивание грунта в насыпи осуществляется продольными круговыми проходками автогрейдеров. Для этого насыпь делят на участки. Разравнивание грунта на каждом участке ведут от бровок к середине насыпи. При этом каждая последующая проходка перекрывает предыдущую на 0,3 м. Для разравнивания грунта в насыпи отвалы автогрейдеров устанавливают с углом захвата 60…90° и углом резания до 50°. Для увеличения ширины проходок на отвалы автогрейдеров устанавливают удлинители.
В соответствии с требованиями
технических условий дно
Зачистку и планировку
откосов земляной насыпи и резерва
производят в технологической
Автогрейдер перемещается продольными проходками параллельно оси насыпи или резерва. На планировочных работах угол захвата отвала грейдера должен быть равен 60…65°, а угол разработки 35°. Снимаемый в процессе планировки грунт разравнивают по дну резерва.
Если откосы насыпи имеют крутизну 1:3 и более, планировку их выполняют за две - три проходки. Первой проходкой планируют верхнюю часть откоса. При этом автогрейдер перемещается вдоль бровки насыпи. Затем автогрейдер проходкой в обратном направлении планирует нижнюю часть откоса. Расстояние между осями проходок выбирают с таким расчетом, чтобы последующая проходка перекрывала предыдущую на 20…30 см.
Планировку откосов насыпей
высотой 2…3 м осуществляют двумя
автогрейдерами. На отвал одного из
автогрейдеров устанавливают
В дорожном строительстве на насыпи устраивают корыто для размещения в нем материалов дорожного основания и покрытия.
Работу по устройству корыта
автогрейдерами выполняют круговыми
двусторонними проходками. Первой проходкой
грейдер срезает грунт в
Проходка при устройстве корыта является самой ответственной. Для повышения точности выполнения ее производят специальную разбивку бортов корыта, устанавливая вешки через каждые 15…20 м. Последующими проходками автогрейдера производят профилирование дна корыта, планировку корыта и обочины.
Планировку корыта осуществляют за 8… 10 проходок автогрейдера, начиная от краев к середине. Планировку каждой обочины производят за две проходки. При этом автогрейдер должен перемещаться так, чтобы одно колесо постоянно находилось на обочине, а второе — на спланированном участке корыта (рис. 9). Для выполнения планировочных работ отвал автогрейдера устанавливают с углом захвата 50…70° и выдвигают в-сторону так, чтобы срезать и удалить с обочины верхний слой грунта на всю ширину обочины. По окончании планировочных работ производят укатку корыта и обочин легким моторным катком за три-четыре проходки по одному месту, а дно резерва покрывают слоем растительного грунта, т.е. производят рекультивацию резерва.
Если дорожная одежда должна быть уложена немедленно после возведения насыпи, то корыто устраивают в процессе производства работ при возведении насыпи.
Рисунок 9 - Планировка обочины дороги автогрейдерами
При возведении насыпи высотой до 0,3 м корыто образуют, отсыпая обочины дороги одновременно с насыпью с последующим профилированием дна корыта и обочин. Для этого отвал автогрейдера устанавливают под углом наклона, соответствующим проектному поперечному уклону дна корыта. Срезанный грунт перемещают к оси насыпи и разравнивают его до придания корыту заданного профиля.
При возведении насыпи высотой 0,3…0,8 м с одновременным устройством корыта работы ведут в следующем порядке. После отсыпки и уплотнения первого слоя насыпи отсыпку второго слоя грунта ведут от оси насыпи к ее откосам. При этом по всей ширине корыта валики грунта укладывают вполуприжим, а по ширине обочин — вприжим.
В результате такой укладки
валиков высота насыпи по ширине корыта
будет меньше высоты ее по ширине обочин.
После окончания отсыпки
При возведении насыпи высотой до 0,3 м вдоль насыпи делают кюветы, грунт из которых перемещают в насыпь. Работы по устройству кюветов чаще выполняют грейдерами на гибкой сцепке с трактором.
До начала работ по устройству кюветов разбивают ось кювета и его границы и через каждые 15…20 м устанавливают вешки по бровкам полевого и внутреннего откосов. Отвал автогрейдера устанавливают так, чтобы режущий конец его шел по следу обода переднего колеса. В процессе работы трактор-тягач должен передвигаться параллельно оси кювета со стороны полотна дороги, а автогрейдер — по кювету так, чтобы один конец ножа зарезал грунт у полевого откоса кювета, а второй конец ножа шел по бровке внутреннего откоса.
4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИНЫ
Производительность
Методика расчета:
Условие движения автогрейдера без буксования записывается,
Tсц.а. ≥ ∑Wi
где Тсц.а - сила тяги автогрейдера по сцеплению, Н;
Тт – тяговые усилия развиваемое двигателем автогрейдера, Н;
∑Wi - сумма сил сопротивлений, возникающих при резании и перемещении грунта, Н.
Сила тяги по сцеплению определяется по формуле:
Tсц.а = Gсц.а·φсц… Н.
где Gсц.а - сцепной вес автогрейдера, Н
φсц – коэффициент сцепления ходового оборудования с грунтом.
Сцепной вес автогрейдера определяется по формуле:
Gсц.а = ξ·Ма·g ,Н.
где ξ - коэффициент зависящий от колёсной формулы, для колёсных формул 1*3*3, 3*3*3 и 2*2*2 - ξ = 1,0, а для 1*2*3 и 1*2*2- ξ = 0,75.
Ма - масса автогрейдера, кг.;
g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²
Коэффициент сцепления колёс
с грунтом принимается в
Таблица1 - Характеристика автогрейдеров среднего типа
Тип автогрейдера Параметр |
Средний |
Масса автогрейдера, т |
10 ÷ 15 |
Мощность двигателя, кВт |
70 ÷ 100 |
Рабочая скорость движения, км/ч |
3,2 ÷ 39 |
А) в процессе работы автогрейдера основным поворотным отвалом возникают следующие силы сопротивления
Рисунок 10 - Расчётная схема при работе поворотным отвалом
∑Wi = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 +W6 ,

- Авто-двигатели
- Автодороги в национальном хозяйстве
- Автозаправочная станция
- Автокардың жүк көтеру механизмін жобалау және есептеу
- Автоклав
- Автоклав для стерилизации консервов "зеленый горошек"
- Автокорреляционная функция. Примеры расчётов
- Автобус. Подвижной состав. ЛАЗ-697
- АвтоВаз и его производственная и организационная структура
- Автовокзал
- Автовокзал на Обводном канале г. Санкт-Петербурга. Качество обслуживания и предложения по улучшению сервиса
- Автогрейдер ДЗ-143
- Автогрейдер ДЗ-143
- Автогрейдер модернизация