|
|
Диссертация. Исследование и разработка инаваций в конструкцию рабочего органа автогрейдера 071300 тттиг диссертация на соискание ученой степени
Автогрейдер используется на самых разнообразных работах в строительстве, ремонте и содержании дорог и аэродромов. При производстве земляных работ одним из основных видов работ является профилирование и планировка поверхности земляного полотна.
Земляные сооружения подобного профиля осуществляются с помощью грейдерного отвала. Для устройства откоса кювета подвесная рама с отвалом выносится гидроцилиндрами вбок, разворачивается вниз и устанавливается в соответствии с заданной крутизной откоса и его глубиной. Для образования треугольного и трапециидального сечения кюветов на нижний конец грейдерного отвала прикрепляются откосники соответствующего профиля .
Для профилирования откосов насыпи подвесная рама с грейдерным отвалом выносится вбок за пределы колеи, разворачивается вверх и устанавливается под заданным углом. На легких песчаных грунтах это может быть пологий угол. Автогрейдер перемещается крабом. Вынос отвала за колею достигает: у машин фирмы Caterpillar от 2,9 м до 3,4 м., Komatsu - от 2 м. До 2,4 м., Fiat-Hitachi - от 1,7 м до 2,7 м., Volvo - до 3 м; у отечественных машин, выпускаемых АООТ "Брянский Арсенал", АО "Орловский завод дорожных машин", Челябинский завод дорожно-строительных машин (ЧЗК) - до 2 м.
У прочных грунтов угол заложения откоса высокой насыпи может приближаться к 90° и механизм подвески отвала автогрейдера обеспечивает такую возможность.
Профилирование проезжей части дороги осуществляется из материала, разложенного валиком вдоль откосов кювета, путем перемещения его грейдерным отвалом с большим углом захвата в направлении к оси дороги. При этом должен соблюдаться установленный в проекте поперечный угол дороги (примерно 3%). Такие же жесткие требования устанавливаются к поддержанию наибольшего значения продольного уклона (30-..60%о) на трудных участках пересеченной местности дорог 1-4 категории. Для эффективной реализации требований СНиП в части достижения указанных значений уклонов ряд строительных организаций используют приборы автоматического управления различных фирм.
Фирма Tumble предлагает комплектовать приобретаемую технику приборами автоматического управления Blade Pro (разработка Spectra Precision ) для проведения планировочных работ, которые позволяют контролировать точность операций по перемещению и разравниванию грунта толщиной слоя до 5 мм. Приборы Btade Pro созданы на базе двух различных физических явлений и эффективно работают в любых климатических условиях в любое время суток. Использование этих приборов уменьшает число проходов автогрейдера при планировочных работах на 50% по сравнению с ручным управлением.
Первая система Sonic Tracer использует приборы контроля, принцип действия которых основан на ультразвуковом излучении. Они устанавливаются на основном отвале и фиксируют текущее значение высоты подъема отвала машины относительно копирной линии, бордюрного камня, поверхности предыдущего рабочего прохода, проложенного полотна дороги и т.п. Кроме того на подвесной раме монтируются датчики продольного и поперечного уклонов. Далее по известной схеме вырабатывается управляющий сигнал рассогласования, который подается к электромагнитным гидрораспределителям управления штоками гидроцилиндров подвесной рамы. Точность установки рабочего оборудования в продольном и поперечном направлении составляет 0,01%.
Вторая система Laser Tracer использует приборы, принцип действия которых основан на световом излучении. Излучатель создает необходимую опорную световую плоскость и является датчиком высоты. Он установлен на треноге в стороне от автогрейдера. Источником питания излучателя служит аккумуляторная батарея, обеспечивающая его непрерывную работу в течение 30 часов. Фотоприемные устройства (ФПУ) устанавливаются на штанге и крепятся к обоим концам основного отвала с помощью амортизирующей подвески. Преобразованный луч лазерного излучателя в ФПУ в электрический сигнал поступает в блок логического устройства; вырабатывается сигнал рассогласования, который поступает к электромагнитным гидрораспределителям управления перемещением штоков гидроцилиндров.
Установленный в кабине машины дисплей фиксирует все изменения в системе управления, допуская тем самым вмешательство оператора в работу автоматики с рабочего места оператора.
При ремонте дорог автогрейдер подсыпает и планирует полотно и обочины, зачищает откосы и прочищает кюветы и водоотводные канавы, киркует старый слой покрытий улучшенных дорог. Для этого требуется использование дополнительных навесных рабочих органов, которые поставляются по заказу. Это приводит в свою очередь к установке дополнительного гидрооборудования и использованию шин различной ширины и профиля для обеспечения требуемых дополнительных тяговых усилий машины. Так, например, фирма Caterpillar рекомендует восемь комплектов сменных шин (по шесть шин в комплекте) при использовании различного дополнительного навесного оборудования. У отечественного автогрейдера ДЗ-98В ЧЗК - три комплекта шин.
Для содержания дорог в зимний период наиболее эффективным средством является автогрейдер. Для расчистки дорог от снега в районах с небольшой толщиной снежного покрова относительно слабо пересеченным рельефом местности, которые не подвержены снежным заносам, используется стандартный грейдерный отвал. Отвал повернут в плане так, чтобы обеспечить удаление снега с полотна дороги на обочину на максимально возможной скорости движения по условиям сцепления колес с дорогой. Дополнительно, для повышения эффективности при работе в зимних условиях автогрейдеры практически всех основных фирм-изготовителей могут по заявкам покупателей комплектоваться различным навесным оборудованием.
В качестве ориентира для выбора рабочего оборудования, соответствующего конкретным работам по содержанию дорог и аэродромов в зимний период, производители рекомендуют использовать следующие технические средства оснастки:
1.Боковой снегоочиститель - является распространенным средством для расчистки дорог от снега. Он представляет собой отвал, который обычно крепится к правой стороне машины (может крепиться и с обеих сторон машины). Форма бокового снегоочистителя обеспечивает перемещение снега вверх и выброс его за пределы очищенной поверхности. При работе можно использовать комбинации отвал – боковой снегоочиститель. При этом они должны иметь один и тот же угол захвата для обеспечения быстрого перемещения снега. Боковой снегоочиститель может использоваться для удаления снега с поверхности дороги в качестве удлинителя отвала автогрейдера, производить послойное удаление снега и расчистку снежного откоса, перемещать снег боковым снегоочистителем вниз по откосу. Боковой снегоочиститель (выносной отвал) выпускается длиной 3,6 и 4,2 м и массой примерно 1,5 т. Боковой снегоочиститель может монтироваться за плужным снегоочистителем, что обеспечивает хорошую обзорность и уменьшает нагрузки на задние колеса.
2.V-образный дорожный плуг монтируется на передней раме машины с помощью быстро-съемного подъемного устройства. Плуг отбрасывает снег в обе стороны дороги. Он может использоваться для устройства проходов в глубоком снегу и использоваться отдельно или вместе с боковым снегоочистителем и отвалом автогрейдера. Плуг оборудован полозковым башмаком, который повышает эффективность плуга и обеспечивает при соответствующей регулировке удаление максимально возможного количество снега с аэродрома или дороги. V-образный дорожный плуг (двухотвальный плужный снегоочиститель) выпускается в различных модификациях в зависимости от типоразмера автогрейдера с шириной захвата З...3,7 м. и массой до 1 т. Такое оборудование выпускает фирма Balderson (США) для оснащения автогрейдеров Caterpillar. Фирма Volvo применяет одноотвальный плужный отвал.
3.Реверсируемый плуг крепится на передней раме машины. Реверсирование плуга осуществляется гидроприводом. Плуг может быть использован для выполнения как легких бульдозерных работ, так и для расчистки дорог от снега.
4.Для расчистки дорог с небольшой толщиной снежного покрова используется односторонний плуг.
5.Ледорез может устанавливаться на стойке крепления переднего кирковщика, заднего рыхлителя. Ледорез очищает поверхность ото льда и утрамбованного снега за один проход.
При работе в зимний период наблюдается ограниченное сцепление колес с дорогой, что требует использование цепей противоскольжения. Цепи противоскольжения используются на задних ведущих колесах,но могут быть использованы и на передних колесах полноприводных машин. Имеется несколько типов цепей, отличающихся друг от друга и предназначенных для использования в конкретных условиях. При использовании цепей автогрейдер должен двигаться со скоростью, не превышающей 10-12 км/ч. Цепи противоскольжения быстро зарываются в снег при его удалении и могут вызвать повреждения верхнего слоя покрытия при пробуксовке.
Для летнего содержания дорог машины могут комплектоваться подметальными щетками.
Для ухода за грунтовыми дорогами используется задний подгребающий отвал в сочетании с передним бульдозерным отвалом.
Экономическая целесообразность и достаточность основного и дополнительного оборудования автогрейдеров на сегодняшний день определена четко и включает примерно однотипный набор для всех фирм-изготовителей. Диапазон работ может ограничиваться только квалификацией и опытом оператора.
http://exkavator.ru/articles/grader/id=9097
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.
http://www.xcmg.ru/GR180.html
Рабочий цикл автогрейдера
Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разравнивание и планировка поверхности сооружения.
При разработке грунта отвал устанав ливают режущей кромкой, как параллельно его поверхности, так и наклонно под углом 10 ... 15o с заглублением отвала или только его части по ширине. Угол резания состав ляет от 35o до 45o соответственно при разработке тяжелых и легких грунтов. При зарезании отвала в грунт одним концом угол между режущей кромкой отвала и продольной осью машины (угол захвата) принимают равным 35...50°, при отделочных планировоч ных работах - 45 ... 90°, при копании с отводом грунта в сторону по отвалу - 60°.
В зависимости от размеров обрабатываемого участка, рельефа местности, нали чия искусственных сооружений земляные работы с использованием автогрейдера ДЗ-143 вы полняют движением по круговым и челночным технологическим схемам. Так, при длине обрабатываемого участка (захватки) 400 ... 1500 м авто грейдер движутся по круговым технологическим схемам (рис. 2.11), а при меньших длинах - чел ночным способом (рис. 2.10) - движением в одном направлении вперед, в обратном - задним ходом. При этом в случае очень коротких захваток (около 150 м) грунт разрабатывают только движением вперед, после чего возвращают машину на исходную позицию следующей проходки вхолостую задним ходом на повышенной скорости. При больших длинах за хваток грунт разрабатывают как передним, так и задним ходом с разворотом отвала на 180° в плане на концах захватки.
Рис. 2.10. Схема профилирования
слоев земляного полотна челночным способом.
Рис. 2.11. Схема профилирования
слоев земляного полотна круговым способом.
1.2 Критический анализ существующих конструкций автогрейдера
Автогрейдеры классифицируют по конструктивной массе, типу трансмиссии, колесной схеме и типу бортовых передач.
По конструктивной массе автогрейдеры разделяют на легкие (до 12 т), средние (до 15 т) и тяжелые (более 15 т).
Лёгкие автогрейдеры применяют для профилировки грунтовых дорог: срезки бугров, колей и придания земляному полотну правильного поперечного профиля; для утюжки грунтовых дорог, планировки кюветов и обочин; патрульной снегоочистки.
Автогрейдеры среднего типа, кроме выполнения вышеперечисленных работ, используют для восстановления профиля грунтовых и гравийных дорог, для разравнивания песка и гравийно-щебёночных материалов при устройстве оснований, для создания насыпи из боковых резервов в лёгких и средних грунтах и планировки откосов.
Автогрейдеры тяжёлого типа наиболее целесообразны для устройства грунтовых и гравийных дорог и аэродромов с большим объёмом работ, возведения насыпей из боковых резервов в тяжёлых грунтах, устройства корыта в земляном полотне под дорожное основание, выполнения земляных работ при уширении проезжей части дорог.
Колесная схема автогрейдеров определяется формулой А Б В, где А - число осей с управляемыми колесами; Б - число осей с ведущими колесами и В - общее число осей машины. Колесная схема отечественных автогрейдеров легкого и среднего типов 123, тяжелого типа 133.
По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмиссиями. Гидромеханическая трансмиссия обеспечивает автоматическое и плавное изменения скорости движения автогрейдера, механическая - ступенчатое.
Бортовые передачи бывают двух типов - в виде бортовых редукторов (у легких и средних автогрейдеров) и раздельных ведущих мостов (у тяжелых автогрейдеров).
Индексация землеройно-транспортных машин.
Каждая модель землеройно-транспортной машины имеет индекс, включающий буквенные и цифровые обозначения. Две начальные буквы индекса ДЗ обозначают группу машин, последующие за ними цифры - порядковый номер регистрации модели, буквы после цифровой части индекса - порядковую модернизацию (А, Б, В, ...) и климатическое (северное - С и ХЛ) исполнение машины. В индекс модернизированных самоходных скреперов кроме указанных выше букв могут быть включены буквы М и П. В индекс бульдозеров и скреперов с автоматизированной системой управления наличие последней обозначается цифрой 1, следующей через тире за основными цифрами индекса, а у модернизированных машин - после букв, обозначающих модернизацию. В индекс автогрейдеров, после указанных выше цифр и букв, включаются через тире цифры 1, 2, 4, 6, обозначающие их модификации.
|
|
|
Скачать 6.12 Mb.