машины для землеройных работ

1. Состояние вопроса.
Автогрейдеры предназначены для планировки и профилирования поверхности грунта, возведения невысоких насыпей, перемещения грунта и дорожно-строительных материалов, планировки откосов, выемок и насыпей, устройства корыт и боковых канав, а также для очистки дорог и площадей от снега.
Эти машины широко применяют в дорожном строительстве в качестве основных для выполнения земляных работ, начиная с подготовительных и кончая профилированием земляного полотна; при ремонте и содержании автомобильных дорог; при строительстве железных дорог и аэродромов; в гидротехническом и мелиоративном строительстве.
Изучение устройства, назначения и принципа действия автогрейдеров. Выявление применимости конкретных автогрейдеров для проведения работ в заданных условиях эксплуатации, в том числе грунтовых, путем проведения тягового расчета. Определение технической производительности автогрейдеров при разработке и перемещении грунта.











2. Выбор и обоснование типа рабочего оборудования бульдозера.

Автогрейдеры представляют собой самоходные машины на пневматических шинах. Максимальные транспортные скорости движения автогрейдеров до 30—45км/ч. Благодаря высокой мобильности, маневренности и возможности применения на работах по содержанию и ремонту дорог с усовершенствованными покрытиями автогрейдеры широко распространены. Их классифицируют по массе машин и типу управления рабочими органами.
В зависимости от массы предусмотрены три типа автогрейдеров (ГОСТ 9420—69): I — легкие, II — средние, III — тяжелые.

Рисунок 1. Обозначения основных параметров авто грейдеров:
Я – высота отвала с ножом по хорде; L — длина отвала без удлинителя; hi— дорожный просвет в транспортном положении; угол резания в Град: Р — грейдерного отвала, рд — ножа бульдозерного отвала, Рк — зуба кирковщика; / — боковой вынос грейдерного отвала в обе стороны относительно тяговой рамы; заглубления: h — грейдерного отвала; h — бульдозерного отвала; hK — зуба кирковщика
По типу управления рабочими органами различают автогрейдеры с механическим и гидравлическим управлением.

Обозначения основных параметров автогрейдеров по ГОСТ 9420—69 показаны на рис. 1.
Основные рабочие органы автогрейдеров — отвал и кирковщик. Кроме того, можно устанавливать различное сменное рабочее оборудование: бульдозерное, грейдер-элеваторное, снегоочистительное (плужное или роторное), кюветовосстановительное, дорожную фрезу для стабилизации грунта, что значительно расширяет область их применения.
Наибольшей проходимостью отличаются автогрейдеры со всеми ведущими осями, несколько меньшей — с двумя задними ведущими осями.
Автогрейдеры легкого типа применяют на работах по ремонту и содержанию дорог; среднего типа — на работах по ремонту, восстановлению и строительству дорог и на других земляных работах в средних грунтовых условиях; тяжелого типа — на строительстве дорог и на других земляных работах в тяжелых грунтовых условиях.
Рабочее оборудование включает: рабочий орган-отвал, рыхлитель-кирковщик и бульдозерный отвал. Основными рабочими органами автогрейдера являются: грейдерный отвал, который имеет универсальную установку в пространстве для производства работ, специфичных для автогрейдера, и неповоротный бульдозерный отвал. Дополнительные рабочие органы – передний поворотный бульдозерный отвал и рыхлитель.

Рисунок 2. Автогрейдер ГС-14.03:

1 – рыхлитель-кирковщик; 2 – силовая установка; 3 – задняя тележка; 4 – кабина; 5 – система управления; 6 – рама передняя; 7 – электрооборудование; 8 – бульдозерное оборудование; 9 – передний мост; 10 – грейдерный отвал; 11 – гидрооборудование; 12 – подножка.
Основной рабочий орган грейдерный отвал состоит из тяговой рамы, поворотного круга, отвала и гидроцилиндров. С помощью переднего шарнира и гидроцилиндров тяговая рама соединяется с основной рамой. Снизу к тяговой раме крепится поворотный круг с двумя цапфами, на которых закреплены проушины штоков гидроцилиндров поворота круга. Отвал закреплен в кронштейнах поворотного круга и с помощью гидроцилиндров может передвигаться по направляющим и поворачиваться, изменяя при этом угол резания. Поворотный круг с отвалом поворачивается в плане на 130° двумя гидроцилиндрами, соединенными последовательно. На отвале установлены четыре основных и два боковых ножа таким способом, что их рабочая поверхность совпадает с рабочей поверхностью отвала. Это способствует уменьшению сопротивления при резании и перемещении грунта. Подвеска гидроцилиндров позволяет устанавливать грейдерный отвал под углом 90 для срезания и планировки откосов.
Рыхлитель-кирковщик предназначен для рыхления асфальтовых покрытий, булыжных мостовых и тяжелых грунтов. Подъем и опускание рыхлителя осуществляется гидроцилиндрами.
Бульдозерный отвал неповоротный предназначен для продольного перемещения грунта и других материалов на расстояние до 10 м. Подвеска бульдозерного отвала параллелограммного типа. По заказу вместо неповоротного бульдозерного отвала может быть установлен поворотный бульдозерный отвал.





3. Описание схем привода рабочего оборудования
Рабочее оборудование автогрейдера подразделяется на основное (тяговая рама с отвалом, механизмом подвески тяговой рамы и механизмом поворота отвала) и дополнительное (кирковщик, бульдозерный отвал, Удлинитель, откосник и др.).

Рисунок 3. Гидромотор аксиально-поршневого типа:
1 — корпус; 2 — гидрораспределитель; 3 — блок цилиндров; 4 — поршень; 5 — шток; 6 — подшипники качения; 7 — вал; 8 — торец вала
Тяговые рамы с отвалом. Примерно одинаковы у всех автогрейдеров в связи с тем, что у них одно и то же назначение: с помощью тяговой рамы передается отвалу тяговое усилие, необходимое для резания грунта.

Рисунок 4. Тяговая рама с отвалом:
1 — отвал; 2 — поворотный круг; 3 — тяговая рама; 4 — поворотный крбн- штейн; 5—боковой режущий нож; 6—нижний режущий нож; 7 — регулировочные прокладки; 8 — накладка

Поэтому тяговая рама содержит мощную продольную балку или два сходящихся лонжерона, оканчивающихся в месте их схода шаровым шарниром для шарнирного крепления тяговой рамы к переднему мосту автогрейдера. Сзади тяговая рама имеет поперечную связь, которая придает ей жесткость и позволяет закрепить снизу поворотный круг, изготовленный в виде открытого зубчатого венца большого диаметра с внутренними зубьями (у автогрейдера ДЗ-98 венец с наружными зубьями), а сверху установить шаровые пальцы для крепления головок штоков гидроцилиндров подъема, опускания и бокового выноса тяговой рамы, закрепленных на хребтовой балке основной рамы машины. Таким образом, тяговая рама подвешена под выгнутой хребтовой балкой шарнирно в четырех точках (передним шаровым шарниром и по бокам сзади ее на трех гидроцилиндрах), что позволяет ей перемещаться в пространстве относительно переднего шарового шарнира. Поворотный круг, как правило, крепится к тяговой раме в четырех разнесенных местах с помощью специальных накладок, закрепленных болтами на листах, составляющих нижнюю плоскость тяговой рамы.
С целью свободного вращения поворотного круга предусматривается (см. рис. 4) вертикальный зазор между ним и плоскостью тяговой рамы размером 2…3 мм и боковой зазор между ним и накладками величиной до 1,5 мм. Для выдерживания этих зазоров часть накладок делают регулируемыми (с помощью прокладок под накладками достигается требуемый вертикальный зазор, а с помощью регулировочного болта — боковой). Сам поворотный круг, по.мимо плоского зубчатого венца, имеет кольцевую обечайку, придающую ему жесткость. К ней с боков параллельно продольной оси тяговой рамы приваривают два опущенных вниз плоских дугообразных кронштейна, предназначенных для шарнирного крепления непосредственно отвала. Как правило, опущенные вниз относительно поворотного круга концы этих кронштейнов жестко связываются с помощью труб между собой и с нижней плоскостью поворотного круга.

Таким образом создается жесткая пространственная конструкция, способная без повреждений воспринимать значительные нагрузки от отвала.
Отвал изготавливают из толстого стального листа, изогнутого по радиусу. С задней стороны этот лист усилен уголками или листами, придающими отвалу коробчатое поперечное сечение. Режущая наружная часть лобового листа несколько отогнута по всей его длине и в это место помещен и закреплен с помощью болтов с утопленными головками съемный нижний режущий нож, выполненный из специальной износостойкой стали с наплавкой из твердого сплава на режущей кромке. По бокам отвала закреплены на болтах также съемные боковые режущие ножи. Так как отвал во время работы автогрейдера должен быть ориентирован в пространстве определенным образом, в конструкции тяговой рамы предусмотрена возможность его бокового перемещения относительно рамы и изменения угла резания отвала.