Современные автогрейдеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автогрейдеры представляют собой самоходные планировочно-профилировочные машины, основным рабочим органом которых служит полноповоротный грейдерный отвал с ножами, установленный под углом к продольной оси автогрейдера и размещенный между передним и задним мостами пневмоколесного ходового оборудования. При движении автогрейдера ножи срезают грунт, и отвал сдвигает его в сторону.

Автогрейдеры применяют для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, сооружения невысоких насыпей и профильных выемок, отрывки дорожного корыта и распределения в нем каменных материалов, зачистки дна котлованов, планировки территорий, засыпки траншей, рвов, канав и ям, а также очистки дорог, строительных площадок, городских магистралей и площадей от снега в зимнее время.

Автогрейдеры используют на грунтах I...III категорий. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения.

Современные автогрейдеры конструктивно подобны и выполнены в виде самоходных трехосных машин с полноповоротным грейдерным отвалом, с механической и гидромеханической трансмиссией и гидравлической системой управления рабочими органами

1. Назначения устройства и принцип работы

строительство дорога автогрейдер профилировочный

Общее представление о машине обычно складывается по технической характеристике, содержащей основные параметры и сведения о конструктивных и эксплуатационных данных машины. Основные параметры и размеры автогрейдеров регламентируются ГОСТ 9420--69. К основным параметрам и размерам относятся (рис. 1): масса автогрейдера, удельный показатель мощности, высота и длина отвала, скорость движения автогрейдера, дорожный просвет, угол резания ножа отвала, боковой вынос и заглубление отвала, колесная схема. Масса автогрейдера является главным параметром, которым определяется тип машины. Масса легкого автогрейдера 9 т, среднего 13 т и тяжелого 19 т. В массе автогрейдера не учитывается масса заправочных материалов (топлива, смазки и охлаждающей жидкости).

Удельный показатель мощности определяется отношением мощности двигателя к массе автогрейдера. В соответствии с ГОСТом удельный показатель мощности составляет 7354.98--10296.98 Ватт. Высота отвала Я измеряется хордой, проведенной через режущую кромку ножа и верхний край лобового листа отвала. Длиной отвала L называется расстояние, измеренное между двумя торцами. Длина отвала регламентируется без удлинителей, которые устанавливаются при проведении определенных работ автогрейдерами. Скорости движения автогрейдера должны быть не более 4 км/ч для рабочего режима и не менее 30 км/ч для транспортного режима.

Дорожный просвет hi -- это расстояние между ровной поверхностью дороги и режущей кромкой отвала, поднятого в транспортное положение.

Угол резания ножа р измеряется между плоскостью, проведенной от режущей кромки ножа касательно к цилиндрической поверхности лобового листа отвала, и опорной поверхностью автогрейдера. Этот угол регулируется в зависимости от рода выполняемых машиной работ.

Боковой вынос отвала предусматривает величину продольного перемещения отвала от оси симметрии тяговой рамы в обе стороны.

Заглублением отвала называется расстояние по вертикали, измеряемое по режущей кромке ножа в положении, когда отвал находится на опорной поверхности автогрейдера и в положении максимально опущенном ниже опорной поверхности. Колесная схема регламентирует число осей автогрейдера и их назначение.

Углом для срезания откосов у называется угол между опорной поверхностью и режущей кромкой отвала, вынесенного за пределы основной рамы и наклоненного так, что один край кромки находится на опорной поверхности, а второй максимально поднят.

Угол наклона отвала аналогичен предыдущему только при симметричном положении отвала относительно продольной оси автогрейдера.

Рис. 1 Основные параметры и размеры автогрейдера

Угол наклона отвала аналогичен предыдущему только при симметричном положении отвала относительно продольной оси автогрейдера.

Углом захвата а называется угол в плане между отвалом и продольной осью автогрейдера.

Длина, ширина, высота Л-С-Д -- габаритные размеры, охватывающие все выступающие части автогрейдера.

Колея передних и задних колес Вп, В3 представляет собой расстояние между осями левых и правых колес.

Колесная база общая Li -- расстояние, измеренное вдоль машины между осью передних колес и осью качания балансиров задней тележки.

Колесная база задней тележки L0 -- расстояние, измеренное вдоль машины между осями колес задней тележки.

Принцип работы

Грейдеры применяют в основном для планировки площадей и откосов, для возведения невысоких насыпей (0,6--0,75 м) и устройства неглубоких выемок, а также для очистки дорог от снега, разравнивания щебня и других материалов при строительстве дорог, для смецЛшания грунта с добавками и вяжущими материалами при сооружении покрытия дороги.

Рис. 2 Откосники автогрейдера: а -- откосник для треугольного профиля, б -- откосник для трапецеидального профиля: 1 -- отвал, 2 -- фиксирующий болт, 3 -- откосник, 4 -- центральный болт

Существует два способа выполнения работ при первом проходе: по колышкам и по вехам. При первом способе режущий конец ножа делает борозду у самых колышков, при втором способе грейдерист направляет машину на вехи, установленные на трассе.

Грунт режут при заглубленном ноже. Оба конца отвала при этом опускаются на одинаковую глубину. Если нож заглублен только концом, кромка находится под углом у к горизонту. Обычно угол у принимают согласно профилю сооружаемого дорожного полотна.

Известно продольное и поперечное перемещение грунта, выполняемое проходами грейдера.

Продольное перемещение грунта применяют довольно редко, например, при окончательной планировке в тех случаях, когда нужно снять небольшие выступы на поверхности и засыпать неглубокие впадины, находящиеся вблизи друг от друга. При больших объемах земляных работ следует предварительно разравнивать грунт бульдозером.

Поперечное перемещение грунта применяют весьма часто. Отвал, установленный под углом к направлению движения грейдера, перемещает находящийся впереди грунт.

Рис. 3 Схема работы грейдера

Рис. 4 Сооружение земляного полотна дорог грейдером: а -- резание, б -- перемещение, в -- планировка, г -- укладка грунта

Угол р при планировке и разравнивании обычно бывает равен 45--90°, а при перемещении грунта -- 35-- 50°. Этот угол иногда называют углом захвата, так как от угла зависит величина захвата -- ширина полосы, «захваченной» ножом грейдера.

Грунт, перемещаемый в сторону, может располагаться в виде валика или размещаться впереди отвала. Грунт может перемещаться в зависимости от положения отвала влево, либо вправо.

Резание грейдером грунта часто совмещается с его перемещением.

Рис. 5 Схемы работы отвала: а -- при резании, б -- при разравнивании

На рис. 4 показана последовательность операций при сооружении дороги. Левая сторона ножа опущена и находится несколько впереди по отношению к правой стороне (рис. 4, а). Грунт, срезаемый левой стороной ножа, перемещается по отвалу до тех пор, пока не попадет в щель между поверхностью грунта и лезвием ножа правой, приподнятой части отвала.

Резание грунта требует значительно больших усилий, чем его перемещение, поэтому обычно двумя-тремя проходами режут грунт с частичным перемещением и одним проходом перемещают весь грунт, срезанный за предыдущие проходы. Следующим проходом этот грунт может быть перемещен еще дальше (рис. 4, 6) и разравнен (рис. 4, в).

Затем планируют и зачищают кювет откосником, укрепленным на отвале.

С целью увеличения производительности при планировке и перемещении на отвал устанавливают удлинитель.

Откосы планируют либо снизу при вынесенном в сторону и повернутом отвале, либо при движении грейдера по насыпи параллельно бровке. В этом случае к отвалу грейдера крепят откосник. Иногда при планировке снизу передние колеса автогрейдера могут перемещаться по откосу.

Углом резания называется угол, образованный режущей поверхностью ножа и поверхностью срезанного грунта.

Угол резания может быть изменен поворотом всего отвала относительно кронштейна отвала (рис. 5). Резание грунта требует меньших усилий при меньшем угле резания, поэтому угол резания следует принимать наименьшим (30--40°). Во время перемещения грунта угол резания должен быть увеличен, так как при отвале, наклоненном в обратную сторону, грунт может пересыпаться через него.

В тех случаях, когда грунт разравнивают с некоторым уплотнением, угол резания целесообразно увеличить до 60°.

Рис. 6 Схема работы ножа автогрейдера при планировке: а -- с коротким колышком, б -- с удлиненным колышком, в -- с флажками; 1 -- нож грейдера, 2 -- перемещаемый грунт, 3, 5 и 7 -- колышки, 4 -- отметки, 6' -- металлический флажок

Глубина резания влияет на производительность и качество выполняемой работы. В качестве указателя нужного заглубления ножа применяют колышки, верхняя кромка которых находится на уровне запроектированной высоты земляного полотна (рис. 6).

Установка ножа автогрейдера по высоте затруднена, так как режущая кромка ножа находится под грунтом. Короткие колышки засыпаются грунтом при первом же проходе грейдера. Машинисты вынуждены останавливать автогрейдер, отыскивать и отрывать засыпанные короткие колышки. Иногда из-за того, что колышки засыпаны, машинисты грейдеров работают вслепую, двигатель загружается неполностью и производительность падает.

На планировке земляного полотна лучше применять удлиненные колышки. Во время работы с удлиненными колышками машинисты при последнем чистовом проходе устанавливают отвал так, чтобы верхняя его кромка находилась на одном уровне с удлиненным колышком.

Если высота этого колышка больше обычного короткого колышка на высоту отвала, которая для автогрейдеров Д-144А равна 500 мм, то нижняя режущая кромка будет находиться в заданном по высоте положении.

Положение лезвия ножа под грунтом и даже засыпка грунтом основания колышка не препятствуют машинисту вести наблюдение за положением ножа, так как место наблюдения теперь выше. Это облегчает работу и позволяет большую часть рабочего времени сидеть. При обычном способе работы для облегчения наблюдения машинисты грейдера вынуждены работать стоя.

Удлиненные колышки следует окрашивать в белый цвет, чтобы они были хорошо заметны. Ниже уровня отметки колышки рекомендуется окрашивать красной или черной краской, что позволяет машинисту грейдера заранее определять характер планировочной работы в районе колышка: досыпание или срезание грунта.

Чтобы продлить срок использования колышков, их верхушки укрепляют стальными кольцами.

Удлиненные колышки значительно легче устанавливать, чем короткие, так как только крайние колышки размещают при помощи нивелира, а промежуточные -- визуально.

При установке этих колышков в местах, где нужно снять грунт, не требуется окапывать место постановки колышка, как это делается при укреплении короткого колышка.

Можно рекомендовать также способ установки ножа по высоте при помощи колышков с удлиненной на 300 мм верхней частью. При этом на верхней части отвала закрепляют белый флажок из жести. Проходя над колышком, флажок либо задевает за него и отклоняется, показывая этим, что нужно срезать грунт, либо не касается колышка. При этом расстояние между колышками и флажком показывает толщину требующейся досыпки.

Чтобы облегчить наблюдение за глубиной резания, можно нанести на края обратной стороны отвала грейдера несколько горизонтальных полос различного цвета, например черных и белых, как это показано на рис. 142.

Наблюдение за шириной резания можно облегчить, если на тыльную сторону отвала через определенные промежутки нанести вертикальные линии. Качество сооружаемого земляного полотна и срок его службы во многом зависят от угла наклона поверхности сооружаемой насыпи (сливной призмы), что обеспечивается соответствующим углом наклона отвала грейдера. Однако существующие способы установки ножа весьма трудоемки, и поэтому нож часто размещают на глаз. Вследствие этого качество сливной призмы зависит от опытности машиниста грейдера.

Рис. 7. Отвал грейдера во время работы: 1 -вертикальные полосы, 2 - горизонтальные полосы, 3 - отсыпанный грунт

Рис. 8. Указатель наклона ножа: 1,2 и 3 -- метки на шкале, 4 -- барабан, 5 -- канатики, 6 -- стрелка, 7 -- шкала прибора, 8 -- сектор, 9 -- ось грузика, 10 -- шарикоподшипник, 11 -- ограничитель хода грузика, 12 - грузик, 13 - стоика прибора, 14 -- колышек, /5 --призма волочения, 10 -- отвал грейдера

Устанавливать нож грейдера под требуемым углом к горизонту можно при помощи несложного прибора, изготовляемого машинистами в мастерской. Прибор укрепляют на ноже при помощи стойки 13 (рис.8). На стойке смонтирована ось, к которой на шарикоподшипниках 10 подвешен грузик 12. Грузик при помощи сектора 8 и канатиков 5 соединен с барабаном 4. К барабану, свободно сидящему на своей оси, прикреплена стрелка 6. При горизонтальном положении ножа автогрейдера стрелка горизонтальна и находится против метки 1 на круглой шкале 7. При наклоне ножа влево грузик воздействует через сектор 8 и канатики 5 на барабан со стрелкой. Стрелка наклоняется в ту же сторону, что и нож, но под значительно большим углом.

Наилучшая видимость стрелки и меток на шкале будет при диаметре шкалы 350--450 мм и передаточных числах между грузиком и стрелкой, равных 10--12. Это легко достигается, если принять диаметр барабана стрелки 25--28 мм, а радиус сектора 130--150 мм.

На шкале целесообразно нанести две метки, соответствующие положению ножа. Для нанесения первой метки следует установить нож в плане под углом 45° к оси движения автогрейдера, затем опустить нож на предварительно выверенную поверхность сливной призмы и в этом положении ножа сделать метки на шкале. Эти метки правильны только при установке ножа под углом 45° к оси грейдера. Если нож в процессе работы устанавливают под другим углом, то этими метками пользоваться нельзя. Поэтому следует для работы t ножом, установленным под углом 30°, так же как и под углом 45°, нанести соответствующую метку на шкале. Обычно этих двух положений достаточно для нормальной работы грейдера.

Чтобы предохранить канатики барабана и стрелку от ударной нагрузки, на стойке укрепляют скобу, которая служит ограничителем хода грузика.

Указатель наклона ножа достаточно точно показывает положение режущей кромки ножа относительно горизонта. Этот указатель при планировке сливной призмы должен находиться со стороны колышков, что облегчает управление ножом, так как стрелка прибора и колышек находятся рядом и по ним легко определить положение ножа и профиль планируемой сливной призмы. Наблюдать за положением другой стороны ножа не нужно. Применение прибора позволяет сократить число проходов при предварительной планировке примерно в полтора раза, а при чистовой в два раза. Прибор прост в обслуживании, его можно изготовить в условиях механизированной колонны в течение двух-трех дней.

Использование удлиненных инвентарных колышков в сочетании с указателем наклона отвала исключает работы по разбивке объекта работ, облегчает установку ножа и повышает на 33--50% производительность грейдера на основных операциях по планировке.

Угол сливной призмы следует проверять при помощи весьма простого приспособления, состоящего из рамки и уровня. Длинные планки рамки образуют угол, соответствующий углу сооружаемой сливной призмы. Поэтому при установке приспособления на поверхность сливной призмы можно, наблюдая за уровнем, немедленно устанавливать, верно ли произведена планировка. Длина участка принимается 1--2 км. Стыки участков обычно образуются в местах труб или мостов. Участки следует разбивать так, чтобы при одинаковой линейной протяженности для окончания работы на участке требовалось одинаковое число проходов на протяжении всего участка. В противном случае работа грейдера будет прерываться, он вынужден будет выполнять холостые движения, которые снизят производительность.

Список литературы

1. Бородочёв И.П. "Справочник конструктора дорожных машин"., М. Машиностроение 1973г.

2. Ветров Ю.А. и др. "Машины для земляных работ", Киев 1981г.

3. Волков Д.П. "Машины для земляных работ", М. Машиностроение 1992г.

4. Мамаков, Глазов и др. "Краткий справочник по СДМ и специальным машинам", 1986г.

5. Кузин Э.Н. "Строительные машины", том 1, М. Машиностроение 1991г.

Размещено на Allbest.ru