Автогрейдер 14М компании Caterpillar

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра: СПМ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Автогрейдер 14М компании Caterpillar

Выполнил:

Шифр:

Проверил:

2010г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Основные узлы грейдера

Описание рабочих характеристик автогрейдера Катерпиллар 14М

Рулевое управление и управление рабочими органами

Несущие конструкции, тяговая рама, поворотный круг, отвал

Силовая передача

Гидравлическая система

Дополнительные возможности

Расчет производительности

Список используемых источников



Введение

автогрейдер катерпиллар управление

Автогрейдер является одной из наиболее универсальных землеройных машин, используемых в настоящее время. Масса автогрейдера, мощность его двигателя, широкий круг навесных орудий и маневренность позволяют ему выполнять многие виды работ, которые, как считалось ранее, предназначены для других землеройных машин. Диапазон работ, доступных автогрейдеру, обычно ограничивается только квалификацией и опытом оператора. Автогрейдеры используются на самых разнообразных работах - от отделочной планировки до строительства дороги с момента его начала до завершения.

Значительный процент автогрейдеров применяется для содержания, ремонта, восстановления дорог и уборки снега.



Основные узлы автогрейдера

Рис.1. Основные узлы автогрейдера

1. Носок отвала. Передний край отвала - по отношению к направлению движения автогрейдера. Обычно это край отвала, расположенный ближе к передним колесам.

2. Пята отвала. Задний край отвала - относительно направления движения автогрейдера. Обычно это край отвала, расположенный ближе к тандему задних колес.

3. Поворотный механизм. Обеспечивает поворот круга с отвалом на 360° для установки отвала в положение, соответствующее типу грунта или характеру работы. Угол поворота (захвата) отвала имеет важное значение: при правильной установке срезаемый грунт перемещается вдоль и скатывается с отвала, что увеличивает производительность автогрейдера. Обычно автогрейдер перемещает материал в сторону от профилируемого участка, а не строго вперед. Перемещение материала требует меньших затрат мощности, если он свободно сходит с отвала, скатываясь в сторону, а не бульдозируется.

4. Механизм поперечного смещения поворотного круга/тяговой рамы. Данный узел обеспечивает смещение поворотного круга/тяговой рамы в сторону относительно основной рамы. Он позволяет устанавливать отвал в положение, необходимое при работе в особых условиях, таких как профилирование крутых откосов, планировка участков при максимальном выносе отвала, и добиваться углов захвата, необходимых для обеспечения схода материала с отвала.

5. Углы захвата отвала. Угол захвата отвала считается равным "0", когда отвал находится под прямым углом к основной раме. Такое положение отвала используется обычно для бульдозирования материала строго по прямой на короткие расстояния.

Небольшие углы захвата (от 10 до 30°) обычно используются при разработке легкого, свободно перемещающегося материала. Большие углы (от 30 до 50°) применяются при разработке влажных и вязких материалов, при смешивании больших валиков грунта, при отрывке кюветов и выполнении многих других операций. Большинство работ выполняется автогрейдером при углах захвата от 10 до 45°. Для поддержания схода материала с отвала близким к постоянному необходимо использовать большие углы захвата отвала при перемещении материала вверх и меньшие углы захвата при перемещении материала вниз.

6. Механизма бокового выноса отвала. Позволяет производить вынос отвала в сторону относительно поворотного круга для увеличения боковой досягаемости, при проведении работ вокруг стационарных объектов и выполнении других операций.

7. Механизм наклона отвала. Является очень важным узлом, правильное использование обеспечивает увеличение производительности машины и предохраняет ее от повреждений. Верхняя часть отвала может быть наклонена вперед или назад относительно режущей кромки отвала. Это дает возможность установить режущую кромку в положение, обеспечивающее оптимальные условия резания и схода срезанного грунта с отвала. Наклон отвала вперед или назад изменяет глубину резания или расстояние между поверхностью грунта и отвалом по всей его длине.

8. Механизм бокового наклона передних колес. Обеспечивает боковой наклон передних колес для противодействия усилию бокового сдвига, вызванному поворотом отвала. Верхняя часть передних колес обычно наклонена в ту сторону, на которую скатывается грунт с отвала. Наклон передних колес используется для предотвращения их сдвига с намеченной колеи, сокращения радиуса поворота и уменьшения пробуксовки передних колес при работе на склонах или при выполнении поворотов.



Описание рабочих характеристик автогрейдера Катерпиллар 14М.

Для описания был выбран автогрейдер компании Катерпиллар, модель 14М.

Данный выбор связан с тем, что компания Катерпиллар является одним из крупнейших мировых производителей спецтехники для строительной, горной и лестной отраслей и модель 14М на данный момент одна из самых прогрессивных в силу применения оригинальных и новаторских инженерных решений.

Двигатель: САТ С11 АСЕRT VHP

Полезная мощность (ISO 9249) при 1800 об/мин:

Основная мощность - 193 кВт (262 л.с.)

Диапазон регулирования мощности:

193 кВт - 204 кВт (262-277 л.с.)

Полная масса: 21 380 кг

Передний мост: 5 720 кг

Задний мост: 15 660 кг

Ширина отвала: 4,3 м

Рулевое управление и управление рабочими органами

В модели 14M используется совершенно новая система рулевого управления с помощью джойстика. Угол поворота управляемых колес изменяется путем изменения угла наклона джойстика. Система фиксации удерживает джойстик на месте до тех пор, пока его не передвинет оператор. Помимо этого, чувствительность рулевого управления автоматически снижается при движении на высокой скорости. Благодаря этому увеличивается удобство и точность управления.

Функции левого джойстика. Основное предназначение левого джойстика -- управление направлением движения машины и скоростью.

1 Рулевое управление: наклон джойстика влево и вправо.

2 Складывание шарнирно-сочлененной рамы: поворот джойстика влево и вправо.

3 Возврат сочлененной рамы в прямое положение: желтая кнопка для большого пальца.

4 Наклон колес: две черные кнопки для большого пальца.

5 Направление: с помощью курочного переключателя для указательного пальца переключается коробка передач на передачи переднего хода, в нейтральное положение и на передачи заднего хода.

6 Переключение передач: при помощи двух желтых кнопок для большого пальца можно повышать и понижать передачи.

7 Левый гидроцилиндр подъема отвала: для опускания джойстик переместить от себя, для подъема -- на себя. Включить левый гидроцилиндр

в режим плавающего положения отвала: если переместить джойстик от себя, преодолев фиксатор, гидроцилиндр включается в режим плавающего положения отвала.

Функции правого джойстика

Основное предназначение правого джойстика -- управление тяговой рамой, поворотным кругом и отвалом.

1 Правый гидроцилиндр подъема отвала: для опускания джойстик переместить от себя, для подъема -- на себя. Включить правый гидроцилиндр в режим плавающего положения отвала: если переместить джойстик от себя, преодолев фиксатор, гидроцилиндр включается в режим плавающего положения отвала.

2 Перемещение отвала вбок: наклон джойстика влево и вправо.

3 Поворот круга: поворот джойстика влево и вправо.

4 Наклон отвала в вертикальной плоскости: движение переключателя для большого пальца вперед-назад.

5 Перемещение тяговой рамы: движение переключателя для большого пальца влево-вправо.

6 Электронное управление подачей топлива: с помощью курочного переключателя для указательного пальца можно понижать и восстанавливать полную подачу топлива.

7 Блокировка/разблокировка дифференциала: желтая кнопка.

Панель управления рыхлителем

При помощи бесступенчатого роликового переключателя можно управлять задним рыхлителем и/или передними гидроцилиндрами подъема (если имеются). Это простой и удобный тип управления.

Несущие конструкции, тяговая рама, поворотный круг, отвал



Конструкция передней рамы

Передняя рама машины 14M изготовлена из труб из угле-родистой стали. За счет использо-вания усовершенствованной технологии производства количество сварных швов значительно уменьшено, поэтому напряжения в конструкции распределяются более равномерно.

Конструкция задней рамы

Соединения компонентов коробчатого сечения и литые кронштейны крепления мостов помогают выдерживать скручивающие нагрузки и обеспечивают надежность и долговечность конструкции. Бампер является частью конструкции, объединяющей заднюю раму в единый жесткий узел, благодаря которому машина справляется даже с такими тяжелыми работами, как рыхление грунта и уборка снега.

Шарнирное сочленение рамы

Большой конический роликовый подшипник, расположенный на нижнем шарнире, равномерно распределяет нагрузку. Шарнир герметизирован, чтобы предотв-ратить загрязнение этого важного узла.

Во время транспортировки и обслуживания машины шарнир механически блокируется стопорным пальцем, и рама фиксируется в прямом положении.

Конструкция поворотного круга

Цельный поворотный круг из кованой стали рассчитан на высокие нагрузки, он обеспечивает надежность и долговечность всей конструкции. Передние зубья поворотного круга на дуге 240° закалены, за счет чего снижается износ и повышается надежность и долговечность конструкции.

Тяговая рама. Тяговая рама, выполненная в форме буквы А из трубчатых компонентов, обладает большой прочностью, надежностью и долговечностью.

Устанавливаемый под острым углом отвал. Длинная колесная база позволяет располагать отвал под острым углом, благодаря чему грунт будет перемещаться с меньшим сопротивлением. Это особенно полезно при работе с очень сухим материалом или связным грунтом.

Противоизносные верхние накладки тяговой рамы

Благодаря противоизносным верхним накладкам значительно сокращается время, необходимое для регулировки положения тяговой рамы. Сняв крышки с верхней части тяговой рамы, можно быстро добавить или заменить регулировочные прокладки и противоизносные накладки. Благодаря такой конструкции снижаются затраты времени на техобслуживание и общие эксплуатационные затраты.

Сменные противоизносные вставки

Прочные и долговечные полиамидные вставки снижают трение при вращении, за счет чего увеличивается крутящий момент поворотного круга и срок службы компонентов. Они расположены между тяговой рамой и поворотным кругом и между скользящими опорами и поворотным кругом. Между узлом крепления отвала и самим отвалом расположены сменные бронзовые накладки, рассчитанные на высокие нагрузки. Эти накладки легко заменяются, обеспечивают взаимное положение компонентов без люфта и точное профилирование грунта отвалом.

Отвал

Благодаря оптимальному профилю и большому расстоянию до верхнего закругления отвала материал перемещается быстро и эффективно. Упрочненные

термообработкой направляющие отвала, закаленные режущие кромки и боковые накладки, а также болты большого диаметра обеспечивают высокую надежность и срок службы отвала. Гидроцилиндр бокового смещения отвала расположен слева, чтобы избежать контакта со снежным плугом.

Рабочая зона отвала

Благодаря конструкции рычажного механизма отвала увеличена его рабочая зона, что обеспечивает особые преимущества при профилировании откосов средней высоты, а также при профилировании и расчистке траншей.

Система крепления отвала без регулировочных прокладок

Уникальная система крепления уменьшает колебания отвала. Вертикальные и горизонтальные регулировочные болты удерживают сменные накладки в установленном положении. Благодаря этому достигается высокая точность при установке положения отвала и значительно сокращается время обслуживания.



Силовая передача

Переключение передач с электронным управлением

Электронная система управления давлением в фрикционных муфтах (ECPC) повышает точность регулирования давления и делает переключение передач и напра-вления движения более плавным. Это обеспечивает отличное качество переключения и увеличивает срок службы коробки передач, поскольку снижается нагрузка на шестерни.

Компенсация по нагрузке. Данная функция гарантирует неизменно высокое качество переключения передач независимо от нагрузки на отвал или на машину.

Ограничение мощности при переключении передач. Эта функция делает переключение передач и направления движения более плавным без использования педали шагового режима.

Защита от превышения максимально допустимых оборотов двигателя.

Не позволяет включить более низкую передачу, пока скорость движения не уменьшится до безопасного значения, защищая тем самым коробку передач от перегрузки и продлевая срок службы компонентов.

Задний мост модульной конструкции

В модели 14M используется задний мост модульной конст-рукции с болтовым креплением, что обеспечивает простой доступ к компонентам дифференциала, снижает трудоемкость и загряз-нение окружающей среды при техническом обслуживании.

Педаль шагового режима

Не требуя больших усилий, позволяет очень точно управлять движениями машины на любой передаче и с минимальными перемещениями, что крайне важно при работе в стесненных условиях, а также при чистовом профилировании.

Гидравлические тормоза

Многодисковые маслопогруженные рабочие тормоза оборудованы гидроприводом (1), обеспечивающим плавное и надежное торможение. Поскольку тормозами оборудованы все колеса задней тележки мостов, общая фрикционная поверхность тормозов (34 500 кв. см.) модели 14M превосходит площадь фрикционной поверхности тормозов любого другого автогрейдера (2). Такая конструкция обеспечивает высокое тормозное усилие и длительный срок службы тормозов. Удобно расположенная для доступа система индикации/компенсации износа (3) поддерживает рабочие характеристики тормозов на высоком уровне и позволяет контролировать степень износа тормозов без демонтажа узла. За счет этого сокращается время техобслуживания и увеличивается срок службы тормозов.

Стояночный тормоз

Многодисковый маслопогруженный стояночный тормоз включающийся под воздействием пружины и отключаемый гидроприводом, прост в обслуживании. Высокая герметичность конструкции обеспечивает высокий срок службы и сокращает объем технического обслуживания.

Передний мост. Узел колесных подшипников Caterpillar® герметизирован и надежно защищен от грязи, смазывается маловязким маслом (1). Такая конструкция не требует большого объема техобслуживания. Цапфа колеса опирается на два двойных конических роликовых подшипника (2). В конструкции с вращающейся цапфой конический подшипник большего диаметра расположен с наружной стороны узла, где нагрузка больше, за счет чего срок службы подшипника увеличивается.

Переключение передач

Восемь передач переднего и шесть передач заднего хода дают оператору возможность работать в широком диапазоне скоростей движения. Благодаря удачно подобранным передаточным числам обеспечивается оптимальная производительность при выполнении любых земляных работ.

Программируемое автоматическое переключение передач

С помощью Cat Messenger (бортовой компьютер) можно легко установить различные параметры переключения передач в зависимости от конкретных условий работы: переключение передач происходит в оптимальные моменты автоматически и оператор может сконцентрироваться на работе, за счет чего упрощается процесс управления, повышается безопасность работ и производительность.

Гидравлическая система

В 14M используется электрогидравлическая система. Благодаря этой системе удалось улучшить управление машиной и рабочими орудиями. Усовершенствованная система управления с помощью джойстиков обеспечивает отличную точность и предсказуе-мость движений гидравлического оборудования.

Плавающее положение отвала

Функция плавающего положения отвала реализуется гидрораспре-делителем подъема и позволяет отвалу двигаться свободно под воздействием собственного веса. Если оба цилиндра находятся в режиме плавающего положения, во время уборки снега отвал будет следовать контуру дороги. Если в этом режиме находится только один цилиндр, то передняя часть отвала следует рельефу жесткой поверхности, а оператор с помощью другого цилиндра регулирует наклон отвала.

Шланг Cat® XT™

Благодаря использованию шлангов Caterpillar обеспечивается высокое давление в гидросистеме и снижается время простоев машины из-за неисправностей. Шланги проложены так, что риск их повреждения минимален. Хомуты крепления предотвращают трение шлангов о детали машины и чрезмерную вибрацию.

Независимая подача масла

Использование больших раздельных линий подачи масла в гидросистеме препятст-вует попаданию грязи из одного контура в другой, а также обеспечивает достаточное охлаждение, благодаря чему система не перегревается и увеличивается срок службы компонентов.

Гидросистема с регулированием мощности в зависимости от нагрузки (пропорциональный приоритетный клапан компенсации давления, PPPC)

Использующаяся в модели 14M проверенная долговременной эксплуатацией система регулиро-вания производительности в зависимости от нагрузки, а также электрогидравлические пропорциональные приоритетные клапаны компенсации давления подают различное количество масла в штоковую и поршневую полости цилиндра (гидроцилиндр подъема отвала: красный - 40 л/мин, синий - 24 л/мин).

Таким образом, достигается достаточная скорость втягивания и выдвижения штока каждого цилиндра, а реакция машины на действия оператора при движении рабочего органа предсказуема и неизменна.

Регулируемая производительность гидросистемы

Масло в гидросистеме подается пропорционально ко всем работающим органам одновременно, чтобы при изменении оборотов двигателя скорость движения орудий почти не изменялась. Если потребность превышает возможности насосов, скорость всех цилиндров снижается пропорционально. В результате повышается производительность при выполнении всех видов работ.

Отключение гидравлического оборудования.

При помощи обычного переключателя, расположенного в кабине, можно отключить все функции гидросистемы, кроме рулевого управления. Эта функция особенно полезна при движении машины по дороге.

Дополнительные возможности

Использование различного рабочего оборудования

Отвалы, устанавливаемые по заказу.

Выбор отвала длиной 4,3 м либо 4,9 м. Также есть возможность устанавливать дополнительные сегменты на отвал (справа и слева), за счет чего увеличивается его универсальность.

Узлы, монтируемые спереди.

Для модели 14M при необходимости устанавливается толкающая плита или противовес передней навески. Передние подъемные гидроцилиндры рабочих органов Caterpillar могут быть установлены вместе с бульдозерным отвалом или кирковщиком передней навески.

Рыхлитель.

Рыхлитель внедряется в плотный грунт и рыхлит его, в результате грунт затем легко сдвигается отвалом. У рыхлителя три зуба, а при необходимости можно добавить еще четыре.

Автоматическая система смазки

Автоматическая система смазки Lincoln Automatic Lubrication System подает надлежащее количество пластичной смазки на рабочие поверхности, благодаря чему срок службы компонентов значительно увеличивается. С открытых сторон штифтов и втулок вытесняется грязь, благодаря чему эти важные компоненты защищаются от повреждения.

Воздушный компрессор

Воздушный компрессор -- бортовая пневматическая система, позволяющая удалять сжатым воздухом грязь из машины и подключать пневмоинструмент.

Система определения наличия оператора

Эта система поддерживает стояночный тормоз во включенном состоянии, а гидравлические орудия -- в выключенном, пока оператор не сядет на сиденье, а машина не будет готова к безопасной работе.

Система вспомогательного рулевого управления

Когда давление в контуре рулевого управления падает, стандартная система вспомогательного рулевого управления автоматически включает электрический гидронасос, позволяя оператору довести машину до места остановки.

Рулевое управление, зависящее от скорости

Электронная система рулевого управления автоматически и бесступенчато изменяет соотношение между углом наклона джойстика и углом поворота управляемых колес, причем при увеличении скорости движения чувствительность рулевого управления снижается.

Камера заднего вида

Система заднего вида Work Area Vision System (WAVS) увеличивает зону обзора оператора. Кабина оборудуется жидкокристаллическим монитором 178 мм. Эта надежная видеокамера рассчитана на тяжелые условия эксплуатации. Она расширяет зону обзора оператора, благодаря чему повышается его производительность.

Световые приборы с газоразрядными лампами (HID)

Вместо стандартных световых приборов с галогенными лампами могут быть установлены световые приборы с газоразрядными лампами (HID). Они в четыре раза ярче, за счет чего улучшается обзорность и безопасность движения в ночное время.

Расчет производительности

1) Согласно учебнику «Дорожные машины. Машины для земляных работ» Алексеева Т.В. производительность автогрейдера зависит от его основных размеров: размера ножа, мощности двигателя, тягового усилия а также от условий его работы (характера грунта, технологи работ и т.д.)

Производительность автогрейдера выражается в объеме вырезанного и перемещенного грунта за единицу времени, в километрах профилированной дороги или в квадратных метрах спланированной площади.

Рассмотрим расчет производительности при возведении земляного полотна дороги высотой до 0,75м. В данном случае производительность определяется по формуле:

,

- длина участка в км,

- площадь сечения насыпи в ,

- коэффициент использования рабочего времени (обычно )

- число проходов в одном направлении при зарезании, перемещении, отделочных работах.

- скорости, соответствующие этим проходам, в км/ч, определяются с помощью тяговой характеристики автогрейдера.

- продолжительность одного поворота в конце участка,

Число проходов соответственно при перемещении и зарезании:

Где - коэффициент перекрытия проходов при копании, равный 1,7.

- сечение стружки в плотном теле, (большее значение для прицепных грейдеров).

- средняя потребная длина перемещения в м.

- величина перемещения грунта за один проход (при длине ножа 3,66м, угле захвата , ).

- коэффициент перекрытия проходов при перемещении, равный 1,15.

При высоте насыпи более 0,75м количество проходов для перемещения увеличивается до 20%.

При разработке коротких участков (менее 0,5км) нормы производительности снижаются на соответствующий коэффициент.

2) Согласно справочника Катерпиллар «Эксплуатационные характеристики»:

Т.к. области применения грейдеров различны рабочая нагрузка и производительность может рассчитываться различными способами. Один из способов расчета производительности основывается на площади обрабатываемого отвалом участка.

Где - производительность, определяемая как обрабатываемый участок в час ().

- рабочая (эксплуатационная) скорость (). Зависит от области применения:

- эффективная длинна отвала (м). Эффективная длина отвала является шириной перемещаемого отвалом материала и имеет обратную зависимость от угла захвата (при увеличении угла захвата, эффективная длина уменьшается).

- ширина наложения (м). Обычно составляет 0,6м. Наложение происходит при обратном проходе для предотвращения попадания колес на валки материала, перемещенного при предыдущем проходе.

- эффективность труда. Зависит от условий труда, уровня подготовки оператора и т.д. Обычно лежит в диапазоне от 0,70 до 0,85,однако для более точного определения эффективности труда следует принять во внимание действительные условия эксплуатации.

В качестве примера для данного метода возьмем следующие условия:

Автогрейдер 14М с отвалом 4,3м выполняет работы по содержанию городской дороги. Средняя скорость машины 13 км/ч при угле захвата отвала 60 градусов.

Ввиду увеличенной длины проходов при выполнении работ по содержанию дорог (и соответственно меньшему числу необходимых разворотов) выбран более высокий коэффициент эффективности труда 0,9.

Производительность:



Список используемых источников

1. Дорожные машины. Машины для земляных работ. Изд. 3-е переработ. и доп. М., «Машиностроение», 1972, стр. 504. Авт. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг А.А.

2. Автогрейдер 14М, брошюра, HRHG3582 (01/2007)

3. Руководство по применению автогрейдеров серии Н, Криг Э., Хесс Д., Катерпиллар

4. Эксплуатационные характеристики изд. 31, справочник, Катерпиллар

Размещено на Allbest.ru

...