книги / Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог. Техника и оборудование для строительства автомобильных дорог

61

62

4. ГРЕЙДЕРЫ И АВТОГРЕЙДЕРЫ

Назначение и классификация. Грейдеры и автогрейдеры нашли широкое применение в дорожном строительстве. Они используются для планирования дорожных оснований при сооружении земляного полотна; возведения земляного полотна из боковых резервов в равнинной и слабопересеченной местности (при высоте насыпи до 0,5–0,75 м); послойного разравнивания грунта в насыпях при работе землеройных машин; для устройства водоотводных канав; планировки откосов, обочин, выемок и насыпей; перемещения грунта и дорожно-строительных материалов, ремонта и содержания грунтовых и гравийных дорог; при железнодорожном, мелиоративном, ирригационном и гидротехническом строительстве, а также для очистки дорог иплощадей от снега.

Для грейдеров и автогрейдеров характерен рабочий режим с низкими скоростями (3–4,5 км/ч). Холостой пробег выполняется при скорости до 15 км/ч, а транспортные скорости достигают 30–45 км/ч. Грейдеры и автогрейдеры, как правило, работают на захватке длиной 1–2 км (определяется фронтом работ).

Грейдерыклассифицируются на самоходные (автогрейдеры) и прицепные. Прицепные грейдеры разделяют на легкие, средние и тяжелые. Легкие грейдеры имеют отвал длиной 2500–3000 мм, средние – 3000–3500, тяжелые – 3500–4500 мм; по рабочей массе: легкие – 2,6 т, средние – 2,96 т, тяжелые – 4 т и более; по управлению – с ручным, механическим и гидравлическим приводом; по ходовому оборудованию – с металлическими колесами и с резино-

выми автошинами.

Автогрейдеры классифицируют по системе управления рабочим органом (механическая, гидравлическая, комбинированная редукторно-гидравли- ческая или пневмоэлектрическая) и по системе ходового оборудования (с двумя и тремя колесными осями). Для всех автогрейдеров установлена основная колесная формула: АХБХВ, где А – число осей с управляемыми колесами; Б – число осей с ведущими колесами, В – общее число осей.

Все узлы и агрегаты автогрейдера класса 140 (рис. 4.1, а) – в том числе двигатель 3 с трансмиссией, кабина водителя 4, основное и дополнительное рабочее оборудование автогрейдера – смонтированы на основной раме 8 коробчатого сечения, которая одним концом опирается на передний мост с управляемыми пневмоколесами 11, а другим – на задний четырехколесный мост 15 с продольно-балансирной подвеской парных колес 16. Передние колеса автогрейдера можно устанавливать с боковым наклоном в обе стороны

63

дляповышенияустойчивостидвижениямашиныприработенауклонах(рис. 4.1, в)

иуменьшения радиуса поворота.

Уавтогрейдеров всех классовугол бокового наклона колес составляет±20°.

Рис. 4.1. Автогрейдер класса 140: а – общий вид; б – схема поворота отвала в плане; в – схема бокового наклона колес;

г – схема бокового выноса отвала

Основное рабочее оборудование автогрейдера состоит из тяговой рамы 7, поворотного круга 12 и отвала 13 со сменными двухлезвийными ножами. Полноповоротный в плане отвал обеспечивает работу автогрейдера при прямом и обратном ходах машины. Поворот отвала в плане осуществляется гидромотором через редуктор. Передняя часть тяговой рамы шарнирно соединена с рамой машины, а задняя часть подвешена на двух гидроцилиндрах 6, с помощью которых грейдерный отвал устанавливают в различные положения: транспортное (поднятое) и рабочее (опущенное). В рабочем положении отвал внедряется в грунт ножами и при движении срезает слой грунта и перемещает его в направлении, определяемом установкой отвала в плане под углом α к продольной оси машины (рис. 4.1, б).

Угол резания отвала в зависимости от категории грунта регулируется гидроцилиндром 14. Вынос тяговой рамы в обе стороны от продольной оси машины обеспечивается гидроцилиндром 5. Дополнительное рабочее обору-

64

дование автогрейдера включает удлинитель отвала, кирковщик 7, управляемый гидроцилиндром 2, и бульдозерный отвал 10, управляемый гидроцилиндром 9.

Гидравлическая система управления рабочим оборудованием автогрейдеров обеспечивает подъем-опускание тяговой рамы вместе с поворотным кругом и отвалом, поворот отвала вместе с поворотным кругом в плане на 360°, боковой вынос отвала в обе стороны от продольной оси машины (см. рис. 4.1, б), установку отвала под углом α в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для планировки откосов под углом γ (рис. 4.1, г), а также совмещение различных установок отвала.

4.1. Расчет производительности автогрейдера

Производительность автогрейдера при профилировании дороги определяют в километрах спрофилированной дороги в единицу времени. Она зависит от основных параметров автогрейдера и условий работы.

Когда известна схема проходов автогрейдера по участку и определено число проходов, необходимое для выполнения работ при постройке земляного полотна или корыта, производительность автогрейдера определяют по формуле

где n1 , n2 , n3 – число проходов, выполняемых соответственно на первой, вто-

рой и третьей передачах коробки скоростей;

v1, v2, v3 – скорости соответственнона первой, второй и третьей передачах; n – общее число проходов;

t1 – время на поворот автогрейдера.

При выполнении автогрейдером земляных работ по возведению насыпи и устройству выемки путем перемещения грунта из выемки в насыпь отвалом, установленном под углом 90° к направлению поступательного движения, производительность рассчитывают по формуле

65

где Kз – коэффициент заполнения отвала грунтом, Kз = 1,9; φ – угол естественного откоса насыпного грунта. Время на рабочий цикл

где lр, lп, l0 – длина пути соответственно резания, перемещения и обратного хода;

vр, vп, v0 – скорости соответственно при резании, перемещении и обратном ходе;

tс – время на переключение передач, tс = 5 с; t0 – время на опускание и подъем отвал, t0 = 2 с;

tп – время на поворот автогрейдера в начале и в конце рабочего участка, tп = 40 с.

4.2. Автогрейдер ДЗ-122Б

Автогрейдер ДЗ-122Б (рис. 4.2) предназначен для земляных работ по постройке земляного полотна грунтовых дорог, возведению насыпей, планировке площадей, устройству корыт, а также для смешивания грунтов с добавками и вяжущими материалами на полотне дороги, ремонта и содержания дорог, обочин, а также для очистки дорог от снега.

Автогрейдеры эксплуатируются на грунтах I, II категорий без предварительного рыхления, а на более плотных – с предварительным рыхлением. Используются они в регионах с умеренным климатом, где диапазон температур от –40 до +40 °С.

Модификации автогрейдера ДЗ-122Б:

–ДЗ-122Б – шарнирно-сочлененная рама, гидромеханическая трансмиссия;

–ДЗ-122Б-1 – жесткая рама, гидромеханическая трансмиссия;

66

–ДЗ-122Б-6 – шарнирно сочлененная рама, механическая трансмиссия;

–ДЗ-122Б-7 – жесткая рама, механическая трансмиссия;

–ДЗ-122А – 122Б – новый дизайн.

Рис. 4.2. Автогрейдер ДЗ-122Б

Конструкция автогрейдера ДЗ-122Б обеспечивает качание балки моста до 15° в обе стороны. Наклон колес до 20° влево или вправо, угол поворота колес до 45°. В сочетании с максимально повернутой рамой, наклоном и поворотом колес автогрейдер имеет радиус поворота до 6,8 м по наружному колесу. Задний мост автогрейдера – балансирная тележка типа тандем с самоблокирующимся дифференциалом и встроенными тормозами в масляной ванне на каждое колесо.

Основное рабочее оборудование автогрейдера ДЗ-122 – грейдерный отвал, который состоит из отвала, тяговой рамы и кронштейнов измерения угла резания. Отвал изготавливается из легированной стали со сменными ножами. Тяговая рама автогрейдера ДЗ-122 представляет собой цельносварную коробчатую конструкцию. Поворотный круг изготовлен из цельной поковки. Зубчатый венец сменного типа с зацеплением по внутреннему диаметру. Дополнительное рабочее оборудование автогрейдера представлено рыхлителем и бульдозерным отвалом.

Автоматическая система нивелирования производства США значительно повышает производительность и точность автогрейдера ДЗ-122 во время до- рожно-строительных работ. Используя угловые, лазерные и ультразвуковые датчики, система автоматически выдерживает заданный поперечный уклон и высоту отвала и формирует продольный и поперечный профиль дороги в строгом соответствии с проектом. Точностные характеристики: высота +/–5 мм, уклоны +/–0,1 % в диапазоне +/–100 %.

Рабочее давление в гидросистеме автогрейдера 16 МПа. В гидросистеме рабочего оборудования в качестве распределительного устройства применяются два моноблочных гидрораспределителя, соединенных между собой по-

67

следовательно. Предохранительный клапан отрегулирован на давление

16 МПа (160 кгс/см2).

Дисковые тормоза в масляной ванне на каждое ведущее колесо. Управление гидравлическое с гидроусилителем, с двумя независимыми контурами на каждую ось заднего моста. Имеется резервный (аварийный) тормоз, срабатывает при отключении насоса гидросистемы рабочего оборудования. Автогрейдер комплектуется тормозной педалью с гидроусилителем итальянского производства.

4.3. Автогрейдер ДЗ-298

Автогрейдер ДЗ-298 класса 250 эксплуатационной массой 24 т (рис. 4.3). На машине применена шарнирно-сочлененная рама, позволившая сократить радиус поворота до 8 м. Повышение рабочих характеристик и надежности обеспечено за счет применения импортных комплектующих: балансирной тележки и двигателя немецкого производства, гидромеханической трансмиссии ZF, гидравлической и тормозной системы производства Германии и Италии.

Рис. 4.3. Автогрейдер ДЗ-298

Гидромеханическая трансмиссия (производство Германии) позволяет осуществить загрузку двигателя в наиболее экономичном режиме, облегчить работу оператора за счет снижения частоты переключения передач.

Рабочее оборудование автогрейдера обладает высокими технологическими возможностями при дорожно-строительных работах и в коммунальном хозяйстве. Основное рабочее оборудование автогрейдера представлено грейдерным отвалом. Рабочее оборудование грейдерного отвала состоит из тяговой рамы, поворотного круга и кронштейна изменения угла резания. Отвал

68

оснащен двумя основными и двумя боковыми ножами. Дополнительное рабочее оборудование представлено рыхлителем и бульдозерным отвалом.

Конструкция переднего моста обеспечивает качание балки моста до 15° в обе стороны. Наклон колес до 20° влево или вправо, угол поворота колес до 45°. Автогрейдер ДЗ-298 имеет радиус поворота до 8 м по внутреннему колесу. Задний мост – балансирная тележка с самоблокирующимся дифференциалом, что позволяет снизить динамические нагрузки при работе на пересеченной местности, увеличивает износостойкость шин. Технические характеристики автогрейдера ДЗ-122Б и ДЗ-298 указаны в табл. 4.1.

Рабочие тормоза дисковые в масляной ванне на все ведущие колеса. Имеется стояночный тормоз дискового типа. Управление гидравлическое. Комплектуется тормозной педалью с гидрораспределителями итальянского производства.

69

4.4. Автогрейдер ДЗ-122Б-7

Автогрейдер ДЗ-122Б-7 (рис. 4.4) относится к среднему классу, имеет рабочее оборудование: грейдерный отвал, бульдозерный отвал, кирковщик.

Автогрейдер оснащен дизельным четырехтактным двигателем А-01МС с непосредственным впрыском топлива. Рулевое управление автогрейдера гидростатическое.

70