Автогрейдеры. Как устроен, рабочий цикл, применение, производительность.

Автогрейдеры представляют собой самоходное многофункцио­нальные планировочно-профилировочные машины, основным ра­бочим органон 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 землеройно-профилировочных и планировочных работ при строительстве дорог, сооружении невы­соких насыпей и профильных выемок, отрыве дорожного корыта и распределения в нем каменных материалов, зачистки дна котлова­нов, планировке территорий, засыпке траншей, рвов, канав и ям, а также очистки дорог, строительных площадок, городских магистра­лей и площадей от снега в зимнее время.

Автогрейдеры используют на грунтах 1…Ш категорий. Процесс работы автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых осуществляется резание грунта, его перемещение, разрав­нивание и планировка поверхности сооружения.

Автогрейдеры классифицируют по мощности установленного двигателя, конструкции рабочего органа, типу трансмиссии и колесной схеме. По мощности двигателя авто грейдеры разделены на классы: класс 100 — мощность двигатели 45-75 кВт; класс 140 — 80…110 кВт; класс 180 — 120…160 кВт; класс 240 — 170…220 кВт. Автогрейдеры класса 100 относят к легкому типу, класса 140 - среднему, класса 180 — полутяжелому, класса 240 — тяжелому типу.

По конструкции рабочего органа различают автогрейдеры с неполноповоротным в плане грейдерным отвалом (угол поворота составляет ±32...±45°) и автогрейдеры с полноповоротным отвалом, угол поворота которого в плане не ограничен.

По типу трансмиссии различают автогрейдеры с механической и гидромеханической трансмиссиями. Гидромеханическая трансмиссия обеспечивает автоматическое и плавное изменение скорости движе­ния автогрейдера, механическая — ступенчатое. Колесная схема ав­тогрейдеров определяется формулой АхБхВ, где А — число осей с управляемыми колесами; Б — то же, с ведущими колесами и В — общее число осей. Колесная схема автогрейдеров легкого 1x2x2, среднего типа 1х2х3, тяжелого типа 1x3x3. Каждый автогрейдер со­стоит из рамы, трансмиссии, ходового устройства, основного и дополнительного рабочего оборудования, механизмов с системой управления и кабины машиниста. Рамы автогрейдеров могут быть жесткими и шарнирно сочлененными. Наличие шарнирно сочленен­ной рамы обеспечивает повышенную маневренность машины.

Основным рабочим органом автогрейдеров является полно­поворотный грейдерный отвал, снабженный сменными двухлезвийными ножами. Кроме основного рабочего органа, автогрей­деры могут быть оснащены дополнительными сменными рабо­чими органами — бульдозерным отвалом для разравнивания грунта, засыпки траншей, распределения строительных материа­лов, удлинителем грейдерного отвала для увеличения ширины захвата, откосниками (укрепляемыми на отвале) для планирова­ния откосов насыпей (выемок) и очистки канав, кирковщиком для взламывания дорожных покрытий и рыхления плотных грунтов. Бульдозерные отвалы навешивают спереди машины, кирковщики — как спереди, так и сзади машины, а также непо­средственно на грейдерный отвал. Управление бульдозерным от­валом и кирковщиком осуществляется гидроцилиндрами двойного действия.

Все узлы и агрегаты автогрейдера класса 140 (рис. 4.12, 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 до 20° в обе стороны для повышения устойчивости движения машины при работе на уклонах (рис. 4.12, в) и уменьшения радиуса поворота.

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 слои грунта и перемещает его в направлении, определяемом установкой отвала в плане пол углом к продольной оси машины.

Рис. 4.12. Автогрейдер среднего типа:

а — общий вид; б — схема поворота отвала в плане; в — схема бокового наклона колес; г — схема бокового выноса отвала

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 оборудование автогрейдера включает удлини­тель отвала, кирковщик 1, управляемый гидроцилиндром 2, и буль­дозерный отвал 10, управляемый гидроцилиндром 9.

Гидравлическая система управления рабочим оборудованием ав­тогрейдеров обеспечивает подъем и 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 (рис 4.12, б), установку отвала под углом (до 18°) в вертикальной плоскости, боковой вынос отвала для пла­нировки откосов под углом (до 90°) (рис. 4.12, г), а также совмеще­ние различных установок отвала.

Автогрейдеры могут оснащаться автоматической системой управления отвалом типа «Профиль», предназначенной для автома­тической стабилизации отвала в поперечном и продольном направ­лениях, что позволяет существенно повысить производительность машины и точность обработки поверхности. На автогрейдерах уста­навливаются автоматические системы «Профиль-10», «Профиль-20» и «Профиль-30».

Эксплуатационная производительность автогрейдера (m³/ч) при резании и перемещении грунта

П_э = 3600ВlhK_в/(t_p + t_п)n, где В — ширина захвата отвала, м; l — длина участка, м; h — толщина срезаемой стружки; К_в — коэффициент использования машины по времени; t_p— время, затрачиваемое на один проход, с; t_п - то же, на одни поворот; n — число проходов по одному участку.