Обзор отечественных автогрейдеров

В соответствии с принятым типажом предусмотрен типоразмерный ряд автогрейдеров по их мощности классов 100, 160 и 250. В настоящее время серийно выпускаются автогрейдеры классов 160 и 250.

Автогрейдер ДЗ-122А и его модификации представляет собой трехосную машину по колесной схеме 1 х 2 х 3, у которой передняя ось является управляемой и ведомой, а средняя и задняя образуют ведущую балансирную тележку (рис. 1). Основной рабочий орган - отвал - расположен в базе машины, что повышает ее планирующую способность. На автогрейдере установлена гидромеханическая или механическая коробка передач.

Таблица 1 - Модификации автогтейдеров

Рис. 1 - Автогрейдер ДЗ-122А

1 - силовая установка; 2 - топливный бак; 3 - кабина; 4 - рама; 5 - гидросистема; б - отвал бульдозера; 7 - кирковщик; 8 - передняя ось; 9 - тяговая рама; 10 - отвал; 11 - задний мост

Автогрейдеры также оснащаются бульдозерным отвалом и кирковщиком, закрепленным с задней стороны отвала. Управление рабочими органами производится из кабины с помощью гидравлической системы. С помощью гидроцилиндров осуществляется подъем-опускание тяговой рамы с отвалом, вынос тяговой рамы, а также отвала в обе стороны, изменение угла резания, подъем-опускание бульдозерного отвала. Поворот отвала для изменения угла захвата осуществляется гидромотором через червячный редуктор.

Управление поворотом машины производится гидравлическим рулевым механизмом, воздействующим через гидроцилиндр и тяги на поворотные кулаки передних колес. Для повышения устойчивости движения автогрейдера на уклоне предусмотрен поперечный наклон передних колес, управляемый гидроцилиндром.

Автогрейдеры оборудованы колодочными стояночным и колесными тормозами. На автогрейдере имеется электрооборудование сигналов для движения по дорогам и работы в темное время суток, осветительные приборы.

Модификация автогрейдера ДЗ-122А-6 (рис. 2) оборудована шарнирно-сочлененной рамой. Поворот передней полурамы производится гидроцилиндром. Наличие такой рамы позволяет значительно сократить радиус поворота машины, а также повысить устойчивость автогрейдера при копании за счет движения "крабом".

Автогрейдер ДЗ-143 (рис. 3) и его модификации по конструкции аналогичны автогрейдеру ДЗ- I22A и имеют много унифицированных узлов.

В зависимости от модификации на автогрейдере устанавливается двигатель А-01М с пускачом или А-01МС с электростартерным пуском. В отличие от ДЗ-122А, на авто грейдере ДЗ-143 установлен более мощный рыхлитель, рас положе н н ы й сзади.

Предусмотрена возможность агрегатирования его с поставляемым по особому заказу дополнительным оборудованием - плужным снегоочистителем, удлинителем отвала, толкающей плитой, щеткой и др.

Автогрейдер ДЗ-98А (рис. 4) - трехосная машина со всеми ведущими колесами. Задняя двухосная тележка образуется из двух одинаковых ведущих мостов. Передний ведущий мост является управляемым. На автогрейдере установлена механическая коробка передач, обеспечивающая 6 передач переднего и заднего хода. Автогрейдер оборудован кирковщиком в передней части машины.

Управление рабочими органами гидравлическое, обеспечивающее все изменения положения отвала, тяговой рамы и кирковщика из кабины машиниста. Управление поворотом передних колес осуществляется рулевым механизмом с гидроусилителем.

Рис. 2 - Схема автогрейдера с шарнирно-сочлененной рамой

а - положение для крутого поворота; б - положение при движении "крабом"

Рис. 3 - Автогрейдср ДЗ-143

1 - рыхлитель-кирковщик; 2 - рама подмоторная; 3 - гидробак; 4 - ящик аккумуляторный; 5 - задний мост; 6 - бак топливный; 7 - кабина; 8 - гидроцилиндр выноса отвала; 9 - гидроцилиндр подъема отвала; 10 - тяговая рама; 11 - основная рама; 12 - бульдозер; 13 - передняя ось; 14 - поворотный круг; 15 - отвал; 16 - коробка передач

Рис. 4 - Автогрейдер ДЗ-98А

1 - силовая установка; 2 - кабина; 3 - рама; 4 - гидросистема; 5 - тяговая рама; б - кирковщик; 7 - передний ведущий мост; 8 - отвал; 9 - поворотный круг; 10 - средний ведущий мост; 11 - подвеска мостов; 12 - задний ведущий мост

Автогрейдер оборудован стояночным тормозом и многодисковыми колесными тормозами среднего и заднего ведущих мостов. Привод колесных тормозов пневматический от компрессора на двигателе. Привод имеет два контура, которые управляют тормозами среднего и заднего мостов раздельно. На автогрейдере предусмотрено электрооборудование с необходимым комплектом указателей и осветительных приборов.

Автогрейдер ДЗ-140 и его модификации выполнены по традиционной схеме ходовой части с задней балансирной ведущей тележкой. Передние ведущие колеса приводятся с помощью гидромотора и планетарного редуктора, включаются на первой передаче переднего хода. Трансмиссия автогрейдера гидромеханическая, установлены две коробки передач, унифицированные с автогрейдерами класса 160. Предусмотрена модернизация автогрейдера с установкой более мощной коробки передач и двигателя мощностью 220 кВт. Основная рама автогрейдера шарнирно сочлененная с гидравлическим управлением поворота по-лурам. Имеются модификации.автогрейдера, оборудованные системами Профиль-20 и Профиль-30.

Автоматическое управление отвалом автогрейдера. Автогрейдеры всех классов оборудуются одной из систем автоматического управления отвалом: Профиль-10, Профиль-20, Профиль-30.

Профиль-10 предназначен для автоматического обеспечения заданного углового положения отвала автогрейдера в поперечной плоскости независимо от поперечного профиля полотна и применяется при окончательной отделке или планировке поверхности. Система позволяет работать как в режиме ручного управления отвалом, так и в режиме автоматического выдерживания заданного поперечного профиля полотна.

В систему Профиль-10 (рис. 5) входят датчик угла, блок управления системой, гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением, подсоединяемый к гидроцилиндру. Электрическая схема системы автоматики получает питание от бортовых аккумуляторов.

Рис. 5 - Система Профиль-10

а - схема, б - блок управления; 1 - автогрейдер; 2 - датчик угла; 3 - правый гидроцилиндр подъема отвала; 4 - блок управления; 5 - аккумулятор; б - гидрораспределитель; 7 - предохранитель; 8 - задатчик угла наклона отвала; 9 - тумблер настройки; 10 - ручка заглубления; 11 - тумблер-выключатель; 12 - сигнальная лампа

Датчик угла представляет собой маятниковый прибор, преобразующий угловое положение корпуса относительно гравитационной вертикали в электрический сигнал.

Принцип работы системы заключается в следующем. При отклонении автогрейдера в поперечной плоскости от первоначально установленного положения отвал с тяговой рамой и корпус датчика угла также отклоняются, а маятник остается в прежнем положении. При этом скользящий контакт токосъема подает сигнал на блок управления. Получив сигнал, блок подает команду на электромагнит гидрораспределителя, а тот, воздействуя на золотник, выводит его из положения "заперто" в крайнее положение, открыв доступ масла в соответствующую полость гидроцилиндра подъема отвала.

При этом отвал вместе с тяговой рамой и корпусом датчика угла изменит угол поперечного наклона до восстановления первоначального расположения корпуса датчика относительно маятника. При достижении этого подача электрического сигнала на блок управления и, следовательно, на электромагнит гидрораспределителя прекратится и гидроцилиндр остановит отвал под необходимым поперечным углом наклона.

Таким образом, при любых отклонениях отвала от заданного положения происходит сравнение сигнала датчика угла с сигналом задатчика, установленного блоком управления, и получаемый при этом сигнал рассогласования включает электромагнит гидрораспределителя. Гидроци-лйидр перемещает отвал в сторону уменьшения рассогласования до заданного положения. Толщину срезаемой стружки грунта регулируют вручную перемещением левой стороны отвала. Одновременно будет перемещаться правая сторона отвала, сохраняя заданный угол.

Основным отличием системы Профиль-20 (рис. 6) является наличие в ней датчика продольного профиля с подъемным устройством. Это щуповой прибор, реагирующий на поворот щупа при отклонении его от заданного положения. При движении автогрейдера щуп датчика перемещается, опираясь на опорную базу в виде проволоки, каната, бордюрного камня или заранее спланированной поверхности, повторяющей заданный продольный профиль.

Рис. 6 - Система Профиль-20

1,7 - преобразователи; 2, 3 - гидроцилиндры подъема отвала; 4 - пульт управления; 5 - аккумулятор; б блок управления подъемным устройством; 8 - щуп; 9, 10 - гидрораспределители

Система Профиль-30 (рис. 7) также предназначена для автоматического управления положениями отвала и состоит из автономной и ко-пирно-лазерной систем.

Рис. 7 - Функциональная схема системы Профиль-30

1 - лазерный излучатель; 2 - лазерный луч; 3 - фотоприемное устройство; 4 - блок коммутации; 5, 18 - усилители сигналов; 6, 17 - электрические сигналы; 7, 15 - электромагниты; 8, 16 - гидрораспределители; 9, 13 - напорные гидролинии; 10, 14 - сливные гидролинии; 11, 12 - гидроцилиндры; 19 - сравнивающее устройство; 20 - задатчик; 21 - преобразователь; 22 - тяговая рама; 23 - отвал; 24 - подъемное устройство

Автономная система включает в себя все элементы системы Профиль-20. При этом замыкается цепь питания электромагнита гидрораспределителя, воздействующего на гидроцилиндр. С помощью гидроцилиндра происходит перемещение отвала, которое прекращается, когда щуп, скользя по опорной базе, снова возвращается в зону нечувствительности. Для обеспечения контакта щупа с базой датчик регулируют по высоте с помощью винтового подъемного устройства. Так как излучатель может быть наклонен, оптическая плоскость устанавливается с необходимым задаваемым уклоном. Источником питания служит аккумуляторная батарея.

Фотоприемное устройство (ФПУ) устанавливают на штанге на тяговой раме автогрейдера. Оно предназначено для приема сигналов от лазерного излучателя и состоит из четырех вертикально расположенных световодов, позволяющих принимать сигнал в диапазоне 360°. Между световодами расположены непрозрачные металлические кольца, определяющие зону нечувствительности прибора.

Фотоприемное устройство при заданном высотном положении отвала относительно разрабатываемой поверхности Н выставляется с помощью подъемного устройства по лучу лазерного излучателя. При движении автогрейдера по неровностям отвал вместе с фотоприемным устройством отклоняется от положения, заданного лазерным излучателем.

В результате смещения луча по световодам ФПУ возникает сигнал, который преобразуется в электрический. Информация о положении световодов ФПУ поступает на блок коммутации и усилитель сигналов, а затем в виде электрических сигналов подается на электромагнит гидрораспределителя управления правым гидроцилиндром. Если, например, ФПУ опустилось относительно луча излучателя, т. е. отвал заглубился, сигнал поступает на электромагнит гидрораспределителя, подающий рабочую жидкость в штоковую полость гидроцилиндра, и отвал выглубляется.

Угловые перемещения отвала от заданного положения преобразуются датчиком углового положения в электрический сигнал, который поступает на сравнивающее устройство, где сравнивается с задатчиком поперечного угла. Результирующий сигнал поступает на усилитель и подается к электромагниту гидрораспределителя левого гидроцилиндра для опускания или подъема тяговой рамы и выставления заданного угла у наклона отвала.

На автоматическом режиме управления отвалом производят преимущественно такие виды работ, как перемещение и разравнивание грунта, отделка готового профиля. Операции более грубые и требующие значительного тягового усилия, например резание, целесообразно проводить на ручном режиме.

Основные параметры автогрейдеров приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Параметры автогрейдеров