Архивы за 08.10.2014
Грейдер-элеваторы
Грейдер-элеватор (рис. 7.11) разрабатывает (срезает) грунт послойно и отсыпает его в отвал или в транспортные средства.
Принципиальной особенностью этой машины является то, что грунт, отделяемый от массива, попадает на транспортирующее устройство — конвейер, при помощи которого он подается в транспортные средства или в отвал. Это выгодно отличает грейдер-элеваторы от других землеройно-транспортных машин, так как расход энергии на транспортирование грунта конвейером значительно меньше, чем на заполнение грунтом скрепера и бульдозера, где в процессе перемещения грунта значительное количество энергии расходуется на трение грунта о грунт.
Грейдер-элеватор состоит из ходовой части, основной рамы, плужной балки, рабочего органа, ленточного конвейера, трансмиссии, привода конвейера, силовой установки и механизмов управления.
По типу рабочего органа грейдер-элеваторы разделяют на машины с дисковыми ножами, которые могут быть поворотными или неповоротными, с прямыми ножами и с криволинейными (струги). Диаметры таких ножей составляют от 600 до 1000 мм.
По расположению конвейера грейдер-элеваторы разделяют на машины с поперечным или диагональным расположением конвейера, с одним или двумя поворотными конвейерами и с грунтометателем.
Рис. 7.11. Общий вид грейдер-элеватора.
В зависимости от ходового оборудования и тягового средства грейдер-элеваторы могут быть прицепные (на пневматическом ходу), полуприцепные к гусеничным тракторам, навесные в виде сменного оборудования к автогрейдерам и самоходные (с собственной ходовой частью с использованием одноосных тягачей).
Грейдер-элеваторы применяют при строительстве дорог, постройке оросительных каналов, возведении дамб, валов, земляных плотин, разработке карьеров в равнинной местности и грунтов без значительных включений. При использовании транспорта с помощью таких машин устраивают высокие насыпи с выемкой грунта из боковых резервов или карьеров, разрабатывают глубокие и широкие выемки.
Наиболее эффективно используют грейдер-элеваторы при разработке связных грунтов.
На сыпучих и сырых (с влажностью более 25%) грунтах производительность их невысокая.
Грунты I—III категорий грейдер-элеватор разрабатывает без предварительного рыхления, грунты IV категории должны предварительно разрыхляться. Мерзлые грунты, глубина промерзания которых больше 0.15 м, должны предварительно разрыхляться на всю глубину. При работе на неразрыхленном грунте производительность грейдер-элеватора падает вследствие ухудшения подачи кусков грунта на конвейер.
Для производительной работы грейдер-элеваторов требуется, чтобы поперечный уклон не превышал 18′.
Грейдер-элеватор состоит из ходовой части, основной рамы, плужной балки, рабочего органа, ленточного конвейера, трансмиссии, привода конвейера, силовой установки и механизмов управления.
Ввиду отмеченных значительных ограничений применения этих машин, широкого распространения они не получили.
Грейдеры и автогрейдеры
Грейдеры предназначены для выполнения профилировочных работ и отделки земляного дорожного полотна. Кроме того, их применяют для возведения невысоких насыпей из боковых резервов, устройства террас на косогорах, корыта в дорожном полотне, срезки и планировки откосов, выемок и насыпей, общей планировки участка, перемешивания гравия и щебня с вяжущими материалами при строительстве горной дороги. В зимнее время грейдеры используются для расчистки дорог для сгребания снега в отвалы перед погрузкой его в транспорт для снегозадержания на полях.
Так как грейдеры оснащают различным сменным дополнительным оборудованием (плужные снегоочистители, бульдозерный отвал, рыхлитель и т. д.), область их применения расширяется.
Грейдеры бывают прицепными (работающими в сцепе с гусеничными тракторами) и самоходными. Последние называются автогрейдерами.
Грейдеры классифицируют по массе и мощности, типу колесной схемы и трансмиссии, управлению рабочим органом.
Конструктивную компоновку автогрейдеров классифицируют по типу мостов с управляемыми и ведущими колесами и общему числу мостов. Наиболее распространенной является колесная схема (формула) 1 х 2 х 3, т. е. автогрейдер имеет одну ось управляемую, две ведущие с общим числом осей три.
Общее устройство автогрейдера показано на рис. 7.10. Двигатель, тяговая рама, поворотный круг с отвалом и кирковщиком, дополнитель
ное рабочее оборудование, механизмы управления рабочими органами и рулевого управления, а также кабина расположены на основной раме. Основная рама опирается в одной точке на передний мост и в двух точках — на задний. Силовая передача от двигателя на ходовую часть автогрейдера осуществляется через соединительную муфту, коробку передач, задний мост и редуктор балансиров. Ходовая часть автогрейдера состоит из четырех приводных задних пневмоколес и двух приводных или неприводных управляемых передних колес. Задние колеса с каждой стороны машины попарно объединены балансирными балками. Такое соединение позволяет колесам не отрываться от опорной поверхности при наезде одного из колес на препятствия, т. е. машина опирается постоянно на все шесть колес независимо от рельефа местности. Для изменения направления движения передние колеса могут поворачиваться в плане с помощью рулевой трапеции. Для повышения устойчивости движения при работе с косоустановленным отвалом эти колеса могут отклоняться в боковом направлении.
|
Рис.7.10. Общий вид автогрейдера: 1 — двигатель; 2 — соединительный вал; 3 — коробка передач с задним мостом; 4 — балансир; 5 ~ колесо; 6 — распределительное устройство; 7 — гидрораспределитель; 8 — рабочие органы; 9 — гидромотор привода поворотного круга; 10 — основная рама; 11- передний мост; 12 — бульдозерное оборудование; 13 — рулевой механизм; 14 — карданный вал. |
Рабочий орган — отвал через кронштейны и поворотный круг закрепляют на тяговой раме. Последнюю располагают под хребтовой бал
кой и соединяют с ней в передней части универсальным шарниром, а в задней с помощью гидравлических цилиндров, подвешенных к хребтовой балке. Два гидравлических цилиндра, работающих независимо один от другого, обеспечивают подъем передней части тяговой рамы и ее перекос, а гидроцилиндр выноса — ее вынос в сторону от продольной оси автогрейдера. Вращением поворотного круга автогрейдера с жестко закрепленными кронштейнами обеспечивается установка отвала в плане. Благодаря такой подвеске отвал может быть установлен горизонтально или наклонно к вертикальной плоскости, под любым углом наклона в плане, располагаться в полосе колеи машины или быть вынесенным за ее пределы, быть опущенным ниже уровня поверхности, по которой перемещается машина, или поднятым над ней.
Производительность автогрейдеров
Автогрейдеры используются в дорожном строительстве для выполнения планировочных работ, нарезания кюветов, приготовления путем смешивания на полотне дороги асфальтобетонных смесей, вырезания и перемещения грунта.
Эксплуатационная производительность автогрейдера при вырезании и перемещении грунта, смешивании материала на полотне дороги определяется по формуле:
п* =~’ ~„V (‘~’10QQ, m3A (7.36)
При планировании дороги
nF~ ~ ЮОО, м3/ч (7.37)
При нарезании кюветов
^=-^~1000, (7.38)
где h — средняя толщина вырезаемой стружки. При треугольной струж — » -2F
ке « —— , м; F — площадь вырезаемой стружки, м; Ь — ширина вырезаемой стружки, м; v — рабочая скорость движения машины, км/ч; п ~ число проходов по одному месту; k — коэффициент использования машины во времени.
Толщина (площадь) вырезаемой стружки определяется, исходя из свободной силы тяги машины по двигателю. При выполнении тягового
расчета машины сумма всех сопротивлений при работе автогрейдера, за исключением сопротивления движению, приравнивается свободной силе тяги и полученное уравнение решается относительно h.
Ширина вырезаемой стружки определяется с учетом угла установки отвала в плане относительно продольной оси машины. Угол установки отвала в плане принимают равным 60′. Ширина резания тогда будет
b = В ■ sin а,
где В — ширина отвала.
При этом должна учитываться и ширина перекрытия, которая равна 20-30 см.
Рабочая скорость V движения машины определяется с учетом технической характеристики машины и для различных видов работ принимается равной:
Нарезание кюветов, резание и
перемещение грунта 2-3 км/ч:
Распределение материала на
полотне дороги, планировка 5-6 км/ч;
Смешивание грунта и окончательная
планировка 8-9 км/ч;
Очистка от снега 10-15 км/ч.
Число проходов по одному и тому же месту п зависит от вида выполняемых работ, например, при очистке дороги от снега п = 1.
При нарезании кюветов число проходов зависит от площади профиля кювета, при этом после одного прохода по вырезанию грунта из кювета второй должен быть по перемещению этого грунта на полотно дороги.
В среднем при планировке строящейся дороги п = 3-4.
Значение коэффициента использования машины по времени приведено в таблице 7.6.
Следует отметить что, если автогрейдер работает очень часто в комплекте с другими машинами, например бульдозерами, самосвалами, катками, то его производительность через коэффициент использования машины по времени зависит от производительности всего комплекта.
Пример расчета. Исходные данные: строится дорога, на которую завозится автосамосвалами песок. Он должен быть уложен на толщину в 30 см за два прохода, затем спрофилирован за три прохода. Для этой цели используется автогрейдер с мощностью двигателя 135 кВт и отвалом длиной 3,66 м.
Ширина полосы Ь = 3,66 ■ sin60′ — 0,20 = 2,97 м.
Толщина слоя распределения в разрыхленном состоянии 30 см, в плотном — h = 0,3 0,89=0,27 м (таблица 7.8) для сухого песка.
Рабочая скорость = 5 км/ч для перемещения грунта и v2 = 8 км/ч для планировки.
Число проходов по одному месту nt = 2; п2 = 3.
Коэффициент использования машины по времени ke = 0,7.
Производительность машины по перемещению грунта
И-Ъ-VК 100Q = 0,27^2,97^^7 1Q0Q = И()()
«, 2
Производительность по планировке
пг = ■- -2—^-1000 = 2,91:8-‘°- 7- 1000 = 5530 м2/ч и2 3