5 Лабораторная работа № 5. Исследование планирующих способностей автогрейдера

Цель работы: изучить конструкции машины, оценить планирующие свойства автогрейдера.

Теоретическая часть

Автогрейдер представляет собой самоходную колесную землеройно-транспортную машину с отвальным рабочим органом, который размещен в пределах колесной базы. Отвал может устанавливаться под различными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также выноситься и выдвигаться в сторону.

Основным назначением автогрейдера является профилирование земляного полотна, строительство оснований дорог, планировка грунтовых поверхностей.

Под планирующими свойствами автогрейдера понимают его возможности по обеспечению ровности спланированной поверхности. Планирующие свойства оказывают существенное влияние на производительность автогрейдеров, т.к. производительность снижается с увеличением количества проходов по одному месту, зависящим от планирующих свойств машины.

На качество планировки значительно влияет месторасположение отвала. Машины, у которых отвал расположен внутри базы, обеспечивают срезание бугров и засыпание впадин при сопоставимой с базой машины длине неровностей (рисунок 5.1). Если отвал расположен перед базой машины, то происходит углубление впадин и увеличение бугров, что приводит к необходимости постоянно изменять положение отвала.

При этом отвал, расположенный перед базой машины, копирует неровности в увеличенном масштабе, а отвал, расположенный внутри базы – в уменьшенном.

Рисунок 5.1 - Влияние положения отвала относительно базы на планирующие способности машин

На качество планировки значительно влияет длина колесной базы машины. Известно, что длиннобазные (15-метровые) планировщики достигают одинаковой с автогрейдерами ровности планируемой поверхности за значительно меньшее (в 2-3 раза) число проходов. Это объясняется тем, что между базой планировочных машин L и высотой неровностей, образующихся после прохода автогрейдера, существует определенная зависимость. Влияние длины базы на планирующую способность и копирующие свойства автогрейдера нельзя рассматривать без учета месторасположения отвала внутри этой базы. Сглаживание неровностей улучшается с увеличением расстояния l от оси передних колес до режущей кромки отвала (рисунок 5.2, а)^.

Действительно, при наезде передними колесами на препятствие единичной высоты h основной отвал поднимется на высоту:

, (5.1)

Планирующие свойства автогрейдера повышаются за счет установки задних колес на балансирах. Балансиры снижают высоту поднятия рамы автогрейдера при наезде колес на препятствие. Так, при наезде передних колес балансира на препятствие единичной высоты (рисунок 5.2, б)^{, основной отвал поднимется на высоту, равную:}

. (5.2)

Для повышения планирующих свойств автогрейдера используется также шарнирная подвеска переднего моста, обеспечивающая качание моста в поперечной плоскости. В случае наезда на препятствие одним передним колесом высота поднятия рамы автогрейдера снижается в два раза. Угол качания переднего моста ограничен 12…15 ^О с целью сохранения устойчивости автогрейдера при работе на косогорах.

Рисунок 5.2 - Схема изменения положения отвала автогрейдера при наезде

Благодаря размещению рабочего органа внутри колесной базы, балансирной подвеске задних колес и шарнирной подвеске переднего моста вертикальные перемещения режущей кромки при преодолении колесами неровностей существенно меньше высоты неровностей.

Если перед колесами переднего моста автогрейдера возникает единичное препятствие высотой h, то после переезда через него передних колес режущая кромка отвала переместится вертикально в уменьшенном масштабе. Перед колесами балансира окажется препятствие меньшей высоты h₁, которое снова поднимает режущую кромку отвала, но снова на меньшую высоту h₂. Продолжая движение, автогрейдер будет оставлять за собой неровности с уменьшающейся высотой. Для автогрейдера с колесной формулой 123 при типовых соотношениях продольных размеров , .

Таким образом обеспечивается выравнивание поверхности грунта после каждого прохода автогрейдера.

Планировочные свойства автогрейдера повышаются при использовании автоматических систем управления.

Используемое оборудование

Для выполнения работы требуется автогрейдер, рулетка, линейка, деревянные брусы.

Порядок выполнения работы и содержание отчета

На предварительно спланированной площадке устанавливают брус, заглубляют отвал на 3...5 см и перемещаются по подготовленному участку, наезжая поочередно передними и задними колесами автогрейдера на закрепленный брус. После этого определяют высоту выступающей части бруса над уровнем грунта h и высоту образованных неровностей , . Полученные экспериментальным образом данные сравнивают с расчетными значениями, для чего находят необходимые размеры автогрейдера.

Результаты расчетов заносятся в отчет. В отчете приводятся также конструктивные схемы автогрейдера и его механизмов.

Меры безопасности

При выполнении экспериментальной части работы запрещается находиться перед движущимся автогрейдером.

Замерять необходимые геометрические параметры следует после выключения двигателя автогрейдера. Основное и вспомогательное рабочее оборудование машины при этом должно быть установлено на грунт, а сам автогрейдер должен быть заторможен.

Контрольные вопросы

1 Какие основные виды работ выполняет автогрейдер?

2 Что достигается установкой рабочего органа внутри колесной базы?

3 Для чего нужна шарнирная подвеска переднего моста?

4 Что понимается под планирующими способностями машины?

5 Как зависят планирующие способности автогрейдера от места установки отвала внутри колесной базы?

6 Будут ли зависеть планирующие способности автогрейдера от его колесной формулы?

9 Как может изменяться положение основного отвала в пространстве?