ЗЕМЛЕРИЙНО-ТРАНСПОРТНІ МАШИНИ

Землерийно-транспортні машини при­значені для відокремлення ґрунту від ма­сиву і переміщення його до місця укла­дання. Особливістю робочого процесу цих машин є те, що копання ґрунту відбуваєть­ся внаслідок переміщення самої машини під дією тягового зусилля, що розвиваєть­ся її рушієм.

Землерийно-транспортні машини поді­ляють на ножові (бульдозери й автогрей­дери) , ківшеві (скрепери) і з додатковим транспортувальним органом (грейдери-елеватори і струги). Застосовують їх пе­реважно в дорожньому, гідротехнічному й аеродромному будівництві для планувально-профілювальних робіт у рівнинній місцевості на ґрунтах без великих кам'я­нистих вкраплень.

Бульдозери. Бульдозер складається з колісного чи гусеничного трактора, облад­наного керованим відвалом з ножем для пошарового зрізування, переміщення і роз­рівнювання ґрунту. Ґрунт зрізується но­жем, нагромаджується перед відвалом і пе­реміщується по поверхні робочого майдан­чика при пересуванні бульдозера. Пере­міщення ґрунту волоком по ґрунту — енер­гоємний процес, що супроводжується ве­ликими витратами, тому допускається тіль­ки на дуже малі відстані (10...20 м), при яких він найекономічніший.

Бульдозери призначені для грубого планування майданчиків і укосів, зворот­ного засипання котлованів і траншей, штабелювання і розподілу по поверхні різ­них сипких матеріалів і щебеню. Водно­час простота конструкції, жорсткість ро­бочого органа, низька вартість і значні тягові зусилля, що розвиваються бульдо­зером, визначили його широке застосуван­ня як для ґрунтових робіт, так і для різно­манітних допоміжних робіт, пов'язаних із розчищенням майданчиків від валунів, пнів, валянням дерев тощо.

За способом кріплення відвала бульдо­зери поділяють на неповоротні (рис. 2.13, й) я поворотні. У перших відвал нерухо­мо закріплений перпендикулярно до по­здовжньої осі трактора, у других положен­ня відвала в плані може бути змінено. При похилому розміщенні ґрунт, зрізаний пе­реднім боком відвала, переміщуючись по ньому, відсипається з протилежного боку, як це показано нарис. 2.13, б.

Робоче устаткування бульдозера з неповоротним відвалом складається з відвала, штовхальної рами і механізму керування (рис. 2.14, а).

Відвал — це жорстка зварна кон­струкція коробчатого перерізу. Вздовж нижньої кромки переднього листа, вигну­того по колу, прикріплені ножі. З тильного боку відвал має ребра і вушка для приєднання до балок штовхальної рами. З боків відвала приварені щоки.

Штовхальна рама з'єднує відвал з базовою машиною і передає йому робо­че зусилля. Просторова жорсткість ро­бочому устаткуванню передається розко­сами, встановленими в горизонтальній і вертикальній площинах.

Відвал і штовхальну раму легких буль­дозерів виконують, як правило, у вигляді суцільної зварної конструкції.

У більшості конструкцій бульдозерів довжина і положення вертикальних роз­косів можуть змінюватися, що дає змогу змінювати нахил відвала у вертикальній площині, тобто змінювати кут різання. Іноді замість розкосів установлюють гідравлічні циліндри. У цьому разі положення відва­ла можна змінювати в процесі роботи ма­шин. При незалежному регулюванні дов­жини кожного з розкосів і універсальності шарнірів, що зв'язують поздовжні бруси з базовою машиною, кут нахилу відвала може змінюватися у поздовжній і поперечній вертикальних площинах.

Бульдозери з поворотним від­валом (рис. 2.14, б) мають відвал біль­шої довжини порівняно з машинами із неповоротним відвалом. Це пояснюється тим, що відвал у повернутому положен­ні має перекривати поперечні габарити базової машини. Умови роботи поворот­ного відвала потребують іншого обрису його торців і не допускають установлен­ня щік. Такий відвал є жорсткою коробчатою металоконструкцією, що скла­дається з вигнутого по колу листа, поси­леного ребрами. З тильного боку відвала посередині приварений підп'ятник, у який входить кульова п'ята штовхальної рами. Кінці відвала з'єднуються зі штовхальною рамою розкосами. Керують відвалом за допомогою канатної чи гідравлічної си­стеми. Нині майже всі бульдозери мають гідравлічне керування.

Гідравлічне керування відвалом (на рис. 2.15 показано спрощену схему) ви­конується у вигляді об'ємної гідростатич­ної передачі й складається з масляного бака, насоса, розподільних і допоміжних пристроїв, виконавчих гідро циліндрів і трубопроводів, що з'єднують їх.

Рис. 2,13. Схема роботи бульдозера:

а — з відвалом, розміщеним під прямим кутом до напряму руху (неповоротний відвал); б — з похило розміщеним відвалом (поворотний відвал), 1 - бічні валики; 2 — висхідна гілка траєкторії части­нок ґрунту; З — спадна гілка; g — кут захвату

Рис. 2.14. Бульдозери:

а — з неповоротним відвалом; 6 — з поворотним відвалом; 1 - трактор; 2 - механізм керування; 3 — підвал; 4,5 — ножі; 6 — штовхальна рама; 7 — переставні розкоси; 8 — відвал у повернутому положенні; 9 — відвал, установлений з перекосом.

Насос, як правило, шестеренний, приводиться в дію від вала відбору потужності трактора чи від колінчастого вала двигуна.

Чотири позиційний золотниковий роз­подільник дає змогу отримати чотири ва­ріанти з'єднання гідросистеми: «підні­мання», «опускання», «плаваюче» і «замк­нене». За допомогою гідро циліндрів по­двійної дії можна здійснювати примусо­ве заглиблення відвала в ґрунт.

Робочий цикл бульдозера з відвалом, установленим під прямим кутом до на­пряму робочого переміщення, складаєть­ся з операцій відокремлення від масиву, нагромадження і транспортування ґрун­ту, укладання і розрівнювання його, а та­кож зворотного переміщення машини у вибій.

Продуктивність бульдозера визначаєть­ся відношенням об'єму ґрунту, розробле­ного за один робочий цикл, до тривалості циклу. Тривалість циклу складається із інтервалів часу окремих операцій.

Час, що витрачається на відокремлення від масиву і нагромадження ґрунту, зале­жить від перерізу зрізу ґрунту і швидкості, з якою виконується ця операція. Щоб ско­ротити цей час, потрібно збільшувати тов­щину зрізу, форсуючи двигун. Важкі ґрун­ти доцільно попередньо розпушувати.

У міру нагромадження ґрунту перед відвалом збільшується опір його пере­міщенню і зменшується частина тягового зусилля, що витрачається па різання. Тому оптимальною формою зрізу є трикутна, яку дістають при поступовому зменшенні товщини стружки через повільне підні­мання відвала.

Рис. 2,15. Спрощена схема гідравлічного керування відвалом бульдозера:

1 — золотниковий розподільник; 2 - гідронасос; З — масляний бак; 4 - гідро циліндр; 5 - відвал

Переміщення ґрунту бульдозером су­проводжується втратами його в бічні ва­лики, переріз яких пропорційний об'єму ґрунту перед відвалом і становить 2...З % па кожен метр шляху для зв'язних і 5...7% — для незв'язних ґрунтів.

Продуктивність бульдозерів підвищу­ється завдяки технологічним і конструк­тивним заходам. Технологічні за­ходи полягають у провадженні робіт траншейним способом, за якого ґрунт пе­реміщується по одному і тому самому сліду. З торців відвала ґрунт утримуєть­ся стінками траншеї, що утворилася, або валиками ґрунту, які утворилися раніше. Незначні втрати ґрунту при спареній чи строєній роботі бульдозерів, коли буль­дозери рухаються паралельно один од­ному, завдяки чому ґрунт не просипаєть­ся між відвалами.

До конструктивних заходів належить установлення на торцях відвала відкрилків, що перешкоджають втратам ґрунту в бічні валики. Ефективніші відва­ли совкового типу. На рис. 2.16 показано схему роботи однієї з таких конструкцій. Такі відвали називають сферичними. Ве­лике значення мають конструктивні захо­ди щодо зниження тертя між робочим орга­ном і ґрунтом через подавання на поверх­ню тертя газового мастила. Подавання стисненого газу чи повітря на поверхню робочого органа, що створює повітряну подушку між тертьовими поверхнями, істотно (до ЗО %) знижує сили опору і, отже, дає змогу підвищити робочі швид­кості машини.

На продуктивність бульдозера значно виливає уклон шляху, яким рухається бульдозер.

Під час руху бульдозера під уклон за рахунок складової від ваги збільшують­ся тягове зусилля й об'єм тіла волочіння (рис. 2.17), а опір переміщенню ґрунту перед відвалом зменшується. Якщо буль­дозер рухається на підйом, то відбувається навпаки. Отже, продуктивність буль­дозера збільшується під час його руху під уклон і зменшується при русі на під­йом. При 10 %-му уклоні продуктивність машини майже подвоюється, а працюючи на такому самому підйомі, знижується та­кож майже вдвічі.

Технічна продуктивність бульдозера з неповоротним відвалом

П_техп =

де q — об’єм тіла волочіння; k_у — коефіцієнт уклону шляху (під час роботи на підйомах до 15 % k_y - 1,0...0,4, а під уклон до 15 % k_y = 1,00...2,15); k_{вт =} = 0,7...0,9 — коефіцієнт, що враховує втрати ґрунту в бічні валки; t_ц — трива­лість робочого циклу; k_p — коефіцієнт розпушення ґрунту.

Тривалість робочого циклу мінімаль­на, якщо бульдозер рухається на кожній із операцій з максимально можливою швидкістю, що відповідає найбільшому використанню потужності машини.

Оптимізація процесу роботи забезпе­чується установленням на бульдозері апа­ратури системи автоматичного керуван­ня «Автоплан-І» і «Автоплан-ІІ». Ця апа­ратура дає змогу бульдозеру працюва­ти в режимі автоматичної стабілізації поздовжнього уклону чи найкращого ви­користання тягового зусилля (і потуж­ності).

Скрепери. Скрепер — це землерийно-транспортна машина для пошарового зрізування, переміщення і пошарового укладання ґрунту під час зведення наси­пів і гребель, планування будівельних май­данчиків, улаштування великих каналів при розробленні виїмок і розкривних ро­ботах на кар'єрах корисних копалин.

Робочим органом скрепера є встанов­лений на пневматичних колесах самоза­вантажувальний і саморозвантажувальний ківш. Промисловість випускає причіпні, напівпричіпні та самохідні скрепери.

Причіпні скрепери можуть бути одно і двохосьовими, зчеплені з гусеничними і рідше з колісними трактора­ми. У причіпних скреперах вага скрепе­ра і ґрунту, що є в ньому, сприймається ходовою частиною самого скрепера. Трак­тор може легко від'єднуватися від скре­пера і використовуватися з іншими при­чіпними машинами.

Рис. 2.16. Схема роботи совкового, або сферичного, відвала (стрілками показано напрям руху ґрунту)

Рис. 2.17. Схема дії ваш:

а - під час роботи під кутом; 6 — під час роботи на підйом: G_б — вага бульдозера; G_пр — вага пере­міщуваного ґрунту

У напівпричіпних скреперах час­тина ваги скрепера і ґрунту, що є в ньому, передається трактору, який працює зі скрепером, збільшуючи силу зчеплення його рушія з ґрунтом.

У самохідних скреперах трактор-тягач є органічною частиною скрепера, його енергетичною базою. Самохідні скре­пери з механічною передачею енергії ко­лесам можуть мати тільки два ведучих колеса самого тягача, що знижує тягові

можливості, або (при встановленні дру­гого двигуна на задню частину скрепе­ра) всі колеса. Найпоширеніші самохідні скрепери з дизель-електричним приводом, у яких колеса приводяться в рух за допо­могою електричних мотор-коліс, що жив­ляться від дизель генераторної установки одноосьового тягача. Різні компонувальні схеми скреперів наведено на рис. 2.18.

За способом завантаження ковша роз­різняють скрепери з вільним завантажен­ням (за рахунок тягового зусилля) і з примусовим, що виконується завантажу­вальними пристроями.

За способом керування скрепери мо­жуть бути з канатно-блоковим, електроканатним і гідравлічним керуванням.

Рис. 2.18. Компонувальні схеми скреперів:

1 — причіпний двохосьовий; 2 - причіпний одноосьовий; З — причіпний двохосьовий з колісним тягачем; 4 — напівпричіпний; 5 — самохідний на базі одноосьового тягача з механічною передачею; 6 — двомотор­ний з механічною передачею; 7 — самохідний дизель-електричний (з мотор-колесами); 8 — самохідний двоківшевий дизель-електричний; 9 — причіпний з елеваторним завантаженням; 10 — самохідний з елева­торним завантаженням.

За способом розвантаження розрізня­ють скрепери з вільним, напівпримусовим і примусовим розвантаженням.

Найчастіше застосовуються причіпні й самохідні скрепери з вільним завантажен­ням, примусовим вивантаженням і гідрав­лічним керуванням. Один із таких скре­перів показано на рис. 2.19.

Робочим органом скрепера є відкритий зверху ківш (рис. 2.20, а). Ківш скла­дається із жорстко з'єднаних між собою бічних стінок 2 і днища 3, посилених бал­ками жорсткості, що одночасно викону­ють також функції рами скрепера. У пе­редній частині днища розміщена ножова система, призначена для зрізування ґрун­ту. Ківш, приєднаний до передньої частини скрепера, закривається шарнірно при­кріпленою до нього передньою заслін­кою /, а ззаду обладнаний рухомою зад­ньою стінкою 4, що призначена для ви­штовхування із ковша ґрунту при розван­таженні скрепера. На рис. 2.20, б показа­но схеми роботи ковша на початку (/) і наприкінці завантаження у процесі транспортування (///) і при розванта­женні ковша (IV).

Риє. 2.19. Скрепер:

1 - одноосьовий тягач; 2 - тягова рама; 3 - ме­ханізм піднімання ковша; 4 — передня заслінка ков­ша; 5 — механізм підні­мання заслінки; 6 — ківш; 7 — буферний пристрій; 8 — ніж

Як видно із цих схем, для заповнення ківш опускається своєю передньою части­ною па ґрунт, передня заслінка піднімається й у створену між ножем і передньою заслін­кою щілину під дією ваги починає надхо­дити ґрунт. У міру заповнення ковша ґрун­том опір просуванню стружки зростає, тому для його повного заповнення потрібно збільшити міцність стружки, збільшивши її товщину. Для цього скрепер має працю­вати на мінімальній швидкості й отриму­вати додаткову тягу від штовхача через бу­ферний пристрій, яким обладнані всі са­мохідні та причіпні скрепери.

Після заповнення ковша передня за­слінка опускається, закриваючи його, а сам він піднімається, переходячи в транспорт­не положення. Транспортування здійс­нюється на максимально можливих швид­костях, що залежать від рельєфу місце­вості. Після закінчення транспортування піднімається передня заслінка ковша й у щілину, що утворилася між днищем і заслін­кою, починає висипатися ґрунт. Оскіль­ки це відбувається в процесі руху скрепе­ра, то ґрунт відсипається шаром, товщина якого залежить від висоти підйому ков­ша. Повністю ґрунт видаляється із ков­ша завдяки висуванню вперед його зад­ньої стінки.

Під час роботи у слабких і пухких ґрун­тах не вдається заповнити такий ківш ґрунтом, навіть застосовуючи штовхач. Тому для роботи в слабких ґрунтах при­значені скрепери з примусовим заванта­женням, при якому після зрізування ґрун­ту ножем він переміщується у ківш спе­ціальним завантажувальним пристроєм. Найбільш придатні для цієї мети скреб­кові конвеєри, що встановлюються в пе­редній частині ковша. Такі скрепери не потребують штовхачів, вони можуть мати порівняно малу тягу.

Штовхачі не потрібні також спареним самохідним скреперам — скреперним по­тягам із усіма ведучими колесами, адже ковші цих скреперів завантажуються по­слідовно з використанням тяги всього потяга для заповнення кожного з ковшів. Нині самохідні скрепери обладнують зчіп­ним буферним пристроєм не тільки ззаду, а й спереду, що дає змогу на момент завантаження з'єднувати скрепери для об'єд­нання тягових зусиль і роз'єднувати після завантаження.

Рис. 2.20. Схема копта, його завантаження і роз­вантаження;

1- передня заслінка; 2 - бічна стінка ковша; 3 - днище; 4 - задня стінка; І - початок завантажен­ня; ІІ— кінець завантаження; III - транспортне положення; IV — розвантаження

Скрепери застосовуються при дальності транспортування ґрунту від 100 м до 5 км. Якщо дальність транспортування стано­вить менше ніж 300 м, то доцільні причіпні скрепери, що мають мінімальну вартість, а при відстані понад 5 км — самохідні, що мають високі (до 60 км/год) транс­портні швидкості й не поступаються швид­костям руху землевозів і автосамоскидів. Економічніше розробляти ґрунт скрепе­рами, ніж екскаваторами з перевезенням автосамоскидом.

Крім того, майже всі скрепери, що є довгобазовими машинами з ножем, розмі­щеним між передніми і задніми колеса­ми, мають достатню планувальну здат­ність. Розподіляючи ґрунт шарами, вони можуть виконувати весь комплекс земля­них робіт без застосування інших машин, обов'язкових при самоскидному переве­зенні.

Головним параметром скрепера є міст­кість його ковша. Скрепери, що випускаються, мають місткість ковша до 50 м^{3 і} обладнуються приладами автоматичного керування, що дають змогу оптимізувати роботу машини і полегшити роботу скре­периста.

Продуктивність скрепера залежить від кваліфікації скрепериста, дальності пере­везення ґрунту, місткості ковша, рельєфу місцевості та стану землевозних робіт. У загальному випадку її можна визначи­ти за формулою

П_е =

де q — місткість ковша скрепера, м³; k_з — коефіцієнт заповнення ковша; k_в — ко­ефіцієнт використання машини за певний час; k_p — коефіцієнт розпушення ґрунту, t_n — середня тривалість одного цик­лу, хв.

Як зазначалося, заповнення ковша збільшується і може навіть перевищува­ти геометричну місткість при досить щіль­них ґрунтах і збільшенні тягового зусилля в період заповнення ковша завдяки додаванню зусилля штовхача чи іншого скрепера. Із цих самих міркувань ківш доцільно заповнювати, коли скрепер ру­хається під уклон. Від розпушування щільних ґрунтів слід відмовитися або ви­конувати його тільки смугами, розміще­ними на відстані ширини ковша скрепе­ра для того, щоб стружка ґрунту не роз­пушувалася до її зрізування. На продук­тивність машин значно впливає тривалість циклу. Вона залежить від дальності пе­ревезення і швидкості руху скрепера при відвезенні ґрунту і поверненні у вибій. Дальність, як правило, є проектною вели­чиною і її можна змінити лише вибором траси. Найбільш доцільною є найкоротша траса, без крутих підйомів і поворотів. Швидкість руху обраною трасою зале­жить не тільки від динамічної характе­ристики машини, а й від стану дороги. її можна легко виправити, засипаючи скре­пером ями і зрізуючи горби, що викону­ють уже при перших циклах транспорту­вання.

Автогрейдери. Автогрейдер (рис. 2.21) — це самохідна, як правило, тривісна, коліс­на землерийно-транспортна машина з ножовим робочим органом для профілю­вальних і точних планувальних земляних робіт.

Головна рама 2 виконана у вигляді ви­гнутої опуклості вгору хребтової балки круглого чи прямокутного перерізу, що переходить у задній частиш в плоску конструкцію підмоторної рами. На підмоторній рамі встановлено двигун, агрегати транс­місії, механізми керування і кабіни грей­дериста.

Рис. 2.21. Загальний вигляд автогрейдера:

1 - балансир рушія; 2 - головна рама; 3 - роз­пушувач заднього ходу; 4 - відвал; 5 - тягова рама; 6 — бульдозерний відвал; 7 — механізм вине­сення тягової рами; 8 — механізм піднімання робо­чого органа

Передньою частиною головна рама ав­тогрейдера спирається за допомогою го­ловки па передній міст. Зв'язок рами з мостом шарнірний. Він дає змогу мосту нахилятися відносно рами у вертикальній площині.

Заднім кінцем рама спирається на задні осі, що викопуються у вигляді двох окре­мих мостів, зв'язаних з головною рамою балансирною підвіскою чи балансирними візками 1. Завдяки цьому колеса зміню­ватимуть своє положення відповідно до нерівностей поверхні, поліпшуючи про­хідність машини.

У першій частині під головною рамою за допомогою універсального (кульово­го) шарніра прикріплена тягова рама 5, задня частина якої рухомо зв'язана з го­ловною рамою правим і лівим механіз­мами піднімання робочого органа 8 і меха­нізмом винесення тягової рами 7. Роз­дільна дія механізмів піднімання забез­печує поворот тягової рами навколо по­здовжньої осі й одночасно піднімання чи опускання її заднього кінця. Відповідно до цього змінюється положення відвала грейдера, прикріпленого до рами поворот­ним колом.

Відвал 4 має вигляд жорсткої балки коробчатого перерізу, що складається з вигнутого по радіусу головного листа, посиленого з заднього боку коробкою. Вздовж передньої нижньої кромки і по торцях до відвала прикріплюються ножі, що мають, як правило, двобічне загострен­ня. Це дає змогу перевертати їх після спрацювання однієї з різальних кромок. На торцях відвала передбачається можли­вість установлення подовжувачів і укло­нів. Оскільки відвал кріпиться до крон­штейнів поворотного кола, його можна переставляти, розміщуючи асиметрично відносно осі поворотного кола, і регулю­вати кут різання. На автогрейдері за­звичай установлюється бульдозерне 6 і розпушувальне устаткування. Зуби роз­пушувача 3 дають змогу розпушувати ґрунт при зворотному русі автогрейдера, що працює за човниковою схемою.

Автогрейдери бувають легкі, середні й важкі. Довжина відвала в них відповід­но становить 3000, 3700 і 4200 мм, а по­тужність двигуна — до 90, 90... 150 і по­над 150 кВт.

Ходова частина автогрейдера складає­ться з ведених і ведучих коліс. Ведені колеса вільно обертаються на осях, сирий мають частину ваги і використовуються як напрямні. Ведучим колесам передаєть­ся крутий момент від двигуна і вони, взаємодіючи з опорною поверхнею, роз­вивають тягу, потрібну для подолання ко­рисних і шкідливих опорів, що виника­ють під час роботи автогрейдера.

Тягові властивості автогрейдерів зале­жать від кількості ведучих колісних осей, потужності двигуна і маси машини. Кількість осей прийнято характеризува­ти колісною формулою АхБхВ, де А - кількість осей з керованими колесами, Б — кількість ведучих колісних осей і В — загальна кількість осей. Найпоширені­ші автогрейдери з колісними формулами 1х2х3 і 1x3x3.

Сучасні автогрейдери мають гідравліч­не керування всіма робочими органами і механічну трансмісію для приводу веду­чих коліс. Тиск повітря в колесах регу­люється з кабіни грейдериста, що дає змо­гу збільшити прохідність машини під час руху по пухкому ґрунту, знижуючи тиск, і зменшувати опір руху в транспортному режимі, підвищуючи тиск. Це особливо важливо, оскільки автогрейдери мають високі транспортні швидкості й можуть переміщатися удосконаленими дорогами нарівні з автотранспортом.

Робочий процес автогрейдера полягає в поперечному відносно напряму його руху переміщенні ґрунту (рис. 2.22, а). Ґрунт, що зрізується, піднімається по по­верхні відвала і, обсипаючись на поверх­ню призми перед відвалом, переміщуєть­ся вздовж нього, утворюючи наприкінці відвала бічний валик. Якщо відвал підня­тий над поверхнею масиву заднім боком, то грунт укладається під відвалом кли­ноподібним шаром. Якщо передня частина відвала опускається нижче від поверхні масиву, то у ґрунті прорізується трикутна канава, а ґрунт, вийнятий з неї, переміщу­ючись поперек машини, відсипається під задню частину відвала, як це показано рис. 2.22, а. На цьому рисунку зображе­но схему профілювання поперечного пе­рерізу ґрунтової дороги. На рис. 2.22, б показано послідовні проходи 1,2,3 авто­грейдера з одного боку дороги і відповідні їм проходи 1', 2', 3' — з іншого під час руху за кільцевою схемою, за якою, як правило, працює автогрейдер, виконуючи профілювальні та планувальні роботи. Кілька послідовних проходів вирізують ґрунт на місці майбутніх кюветів А, Л₁ і відсипають у насип Б. При цьому прохо­ди автогрейдера по зрізаному ґрунту в кюветі чергуються з проходами пере­міщення раніше зрізаного ґрунту до осі дороги і його розподілу по майбутньому полотну.

На рис. 2.22, в показано роботу автогрей­дера з планування укосів насипу (4 і 5), оброблення укосу 6 і полотна дороги 7, що споруджується на косогорі (рис. 2.22, г). Автогрейдер може перемішувати щебінь чи пісок із в'яжучими безпосередньо на полотні дороги. Для цього вони багато разів переміщуються від центра до краю доро­ги і знову до центра. В'яжучі (органічні чи неорганічні) укладаються перед почат­ком перемішування на викладений у ко­риті валик щебеню чи піску (рис. 2.22, д). Після перемішування щебінь чи пісок цим самим автогрейдером розподіляється по кориту.

Рис. 2.22. Схеми роботи грейдера:

а - зведення земляного полотна: б — при кільцевому русі на споруджуваній ділянці дороги; в — профілювання укосу насипу; г - зрізування уступу на косогорі; д — змішування матеріалів у кориті відвалам грейдера (стрілками показано переміщення ґрунту за один прохід); 1, 2 і З - проходи грейдера а одного боку дороги; 1', 2' , 3' - відповідні проходи з протилежного боку дороги; 4 - перший прохід; ї — другий прохід; 6 — оброблення укосу виїмки; 7 - планування насипу.

Завдяки дуже довгій базі й розміщено­му майже по її середині відвалу авто­грейдер має відмінну планувальну здат­ність. Відвал, установлений на постійній висоті, під час руху автогрейдера зрізує виступи, що трапляються на шляху, і цим ґрунтом засипає заглибини на поверхні. З кожним наступним проходом поверх­ня дедалі більше вирівнюється.

Планувальна здатність автогрейдера характерна тим, що розміщений між пе­редніми і задніми колесами відвал при наїзді коліс на нерівності дістає менше вертикальне переміщення, ніж відповід­не вертикальне переміщення коліс. Унас­лідок цього з кожним наступним прохо­дом нерівності автоматично ліквідовують­ся, а поверхня вирівнюється.

Кращу планувальну здатність мають трьохосьові автогрейдери порівняно з двох­осьовими і довго базові порівняно з коротко базовими. Високої якості й економіч­ної ефективності планування досягають при установленні відвала для кожного проходу на рівні опорної поверхні коліс. Однак при ручному керуванні точне пла­нування дуже трудомістке і потребує най­вищої кваліфікації виконавця. Щоб по­легшити роботу, підвищити продуктив­ність і якість планування, промисловість випускає комплект устаткування для ав­томатичного керування положенням від­вала за назвою «Профіль».

До системи «Профіль» входять маят­никовий і щуповий датчики, блок керу­вання і реверсивні золотники електрогі­дравлічного керування. Датчики встанов­люються на робочому органі й контро­люють його положення, повідомляючи блоку керування будь-які відхилення. Блок керування встановлюється в кабіні машини, живиться від акумуляторної батареї і забезпечує стабілізацію робочого органа із певною точністю за допомогою керованих ним електрогідрозолотників. Маятниковий датчик контролює попереч­не положення відвала грейдера, а щупо­вий — його положення по висоті віднос­но копіювального пристрою. Як копію­вальний пристрій використовують стале­вий дріт діаметром 1...2 мм або сталевий трос діаметром 4... 5 мм, що натягується між кінцевими стояками, встановленими по нівеліру, і опирається на регульовані проміжні опори, розміщені через кожні 10...15 м.

Копіювальним пристроєм може бути бордюр чи поверхня готової сусідньої смуги дороги. Проте у цьому разі щуп забезпечується копіювальним колесом або лижею і копіювальним пристроєм, що зменшує вплив мікрорельєфу копіра.

Для стабілізації поздовжнього уклону призначений простий в обслуговуванні ко­піювальний лазерний пристрій з викорис­танням циліндричного променя і установ­ленням на робочому органі замість за­значених вище датчиків фотоелектричних приймачів.

Для оптимізації робочого процесу до­цільно застосовувати автоматичне керу­вання параметрами тяги. Контрольованим параметром при цьому має стати ступінь буксування коліс. Застосування автоматичного керування на його першому етапі підвищує на 30...40 % продуктивність праці при плануванні, а також значно поліпшує якість робіт.

Рис, 2.23. Схеми ротаційних метальників, що застосовуються у грейдерах елеваторах:

а — з нерухомим кожухом; 6 - з рухомим кожу­хом; 1 - кожух; 2 - грунт, що переміщується ло­паттю; 3 - стрічка рухомого кожуха; 4 - лопать ротора-метальника

Грейдер-елеватор. Грейдер-елеватор — землерийно-транспортна машина безпе­рервної дії, призначена для зведення не­високих насипів автомобільних і заліз­ничних доріг переважно в рівнинній міс­цевості, для влаштування дамб, виїмок і каналів у ґрунтах без великих кам'янис­тих вкраплень. Грейдери-елеватори ви­пускаються причіпними, напівпричіпними та самохідними і мають два робочих орга­ни: ніж (чи ножову систему) і стрічко­вий конвеєр для переміщення зрізаного ножем ґрунту. Рухаючись уздовж зведе­ної ґрунтової споруди, грейдер-елеватор зрізує ножем ґрунт і, переміщуючи його поперек руху, відсипає валиком у насип чи відвал. Глибина виїмки чи висота на­сипу залежить від вильоту конвеєра, що обмежується умовами стійкості машини до перекидання за порівняно незначної ширини коліс грейдера.

Рис. 2.24. Схеми роботи грейдера-елеватора:

а — зведення насипу із двобічних кюветів-резервів кільцевими проходами (з розворотом машини у кінці кожного періоду); б — зведення насипу з однобічного резерву мри човниковому русі машини з одного боку споруди; 1,2,3,4 — проходи з одного боку дороги; 1', 2', 3' — відповідні їм проходи з другого боку

Грейдери-елеватори належать до машин з раціональним переміщенням ґрунту, тому вони мають високу продуктивність (200...300 м³/год) і обслуговуються одним мотористом.

Різальним органом грейдера-елеватора є дисковий плуг, а транспортувальним — стрічковий конвеєр. Останнім часом у конструкціях, названих стругами-метальниками, замість стрічкового конвеєра застосовують ротаційні метальники (рис. 2.23). Завдяки застосуванню ме­тальників поліпшується стійкість маши­ни, збільшуються можлива висота насипу і глибина виїмки, адже дальність пере­міщення ґрунту залежить тільки від швид­кості й напряму його польоту.

Грейдер-елеватор, як правило, працює за кільцевою схемою (рис. 2.24, а): пе­реміщується з одного боку споруди, по­тім повертається і рухається з іншого, забираючи ґрунт із другого кювету-резерву.

Деякі конструкції самохідних грейдерів-елеваторів забезпечуються поворотним ножем. Це дає змогу працювати за човниковою схемою, відсипаючи насип із однобічного резерву (рис. 2.24, б), і уне­можливлює повороти після кожного про­ходу.

У транспортному положенні конвеєр грейдера-елеватора складається і заднє ви­сувне колесо за рахунок його телескопіч­ної осі повертається в нормальну транс­портну колію.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Якими способами добувають корисні копалини?

2. Яке устаткування застосовують для бурових робіт? Назвіть основні види буро­вого інструмента.

3. Наведіть схему бурової машини та поясніть принцип її роботи.

4. Для чого призначені змінні види робочого устаткування одноківшевого екска­ватора?

5. Що потрібно для високопродуктивного використання одноківшевого екскава­тора?

6. Де доцільно застосовувати багатоківшеві екскаватори?

7. Наведіть схеми роботи екскаваторів поперечного копання.

8. Для виконання яких робіт застосовують бульдозери, скрепери, автогрейдери і
грейдери-елеватори?

МАШИНИ І УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ПОДРІБНЕННЯ ТА СОРТУВАННЯ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ