Автогрейдеры используют для возведения земляного полотна из боковых резервов высотой до 0,75 м в равнинной местности при наличии грунтов I или II группы.
Автогрейдеры делят на легкие (мощность двигателя от 55 до 65 кВт), средние (мощность двигателя от 65 до 110 кВт), тяжелые (мощность двигателя от 110 до 180 кВт) и сверхтяжелые с мощностью двигателя более 185 кВт. По типу управления автогрейдеры бывают с механической и гидравлической системами управления. В настоящее время широко используются автогрейдеры с автоматизированной системой управления рабочим органом (табл. 3.6.1).
Таблица 3.6.1
Технические характеристики грейдеров и автогрейдеров
| Марка и тип машин | Грейдеры | Автогрейдеры | ||||||||
| прицепной ДЗ-1 к трактору Т- 100 | полуприцепной базовый трактор Т -150К | ДЗ-99-1-4 | ДЗ-31-1 | ДЗ-98В | ДЗ-80 | ДЗ-180 | ДЗ-122Б | ДЗ-200 | ДЗ-98Н | |
| Мощность двигателя. кВт | 57,4 | |||||||||
| Глубина резания, м | 0,40 | 0,25 | 0,25 | 0,50 | - | - | - | - | - | |
| Длина отвала, м | 3,66 | 3,74 | 3,10 | 3,70 | 3,70 | 3,04 | 3,74 | 3,74 | 3,86 | 4,27 |
| Высота отвала, м | 0,50 | 0,63 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 0,50 | 0,62 | 0,63 | 0,63 | 0,74 |
| Угол при зарезании, град. | 28...70 | - | 30...70 | 30...70 | 30...80 | 30...70 | 30...70 | 30...70 | 30...70 | 30...70 |
| Угол срезаемого откоса. | ||||||||||
| град. | до 70 | 0...90 | 40..90 | 40...90 | 40...70 | 0...90 | 0...90 | 0...90 | 0...90 | 0...90 |
| Боковой вынос, м | - | 0,80 | - | - | - | - | 0.80 | 0.80 | 1,05 | |
| Скорость движения, км/ч | - | - | 38,1 | 37,7 | 34,4 | 30,0 | 40,0 | 43,0 | 30,0 | 47,0 |
| Габаритные размеры, м | 7,8 ´ 2,54 ´ 2,45 | - | - | - | - | 7,4 ´ 2,35 ´ 2,7 | 9,8 ´ 2,5 ´ 3,45 | 10,57 ´ 2,5 ´ 3,55 | 10,9 ´ 2,5 ´ 3,8 | 10,32 ´ 3,02 ´ 3,95 |
| Масса, кг | - | - | - | - |
Рабочие операции автогрейдера при возведении насыпи сводятся к зарезанию, перемещению, разравниванию и планировке грунта. Производительность автогрейдера при выполнении вышеперечисленных операций зависит от установки положения ножа. При установке ножа в рабочем положении различают:
- угол захвата a, образуемый осью ножа и направлением движения автогрейдера;
- угол резания b, образуемый в вертикальной плоскости режущим ребром ножа с горизонтальной плоскостью;
- угол наклона g, образуемый линией горизонта и режущей кромкой ножа (рис. 3.6.1).
Рис. 3.6.1. Углы установки ножа автогрейдера:
1 - направление движения; 2 - поверхность земли; 3 - линия горизонта
В зависимости от угла aизменяется ширина захвата ножом, но одновременно повышается сопротивление грунта заглублению ножа. Угол захвата изменяется в пределах от 30 до 90°.
При зарезании грунта угол a уменьшают, а при перемещении - увеличивают. Ширина захвата при этом изменяется от 2,1 до 3,6 м.
С уменьшением угла b снижается сопротивление грунта резанию, чем плотнее грунт, тем больше сопротивление резанию. Опыт показывает, что успешное зарезание связного грунта возможно производить при угле резания b = 35...45°. В этом случае грунт легко скользит по ножу и отваливается в сторону.
Угол наклона gопределяет глубину погружения режущего края ножа в грунт. Глубина и ширина, а также поперечный профиль вырезаемой стружки грунта связаны с углом g.
Угол наклона изменяют в зависимости от свойств и состояния грунта в пределах от 0 до 65°. Рациональные значения углов a, b и g при возведении насыпей приведены в табл. 3.6.2.
Таблица 3.6.2
Рекомендуемые значения углов a, b и g в зависимости от выполняемой работы
| Вид работы | Углы, град. | ||
| захвата | резания | наклона | |
| Зарезание грунта Перемещение грунта Разравнивание грунта Планировка | 30...45 35...50 до 70 до 60 | 35...40 35...40 до 60 до 40 | До 15 11...13 до 3 до 18 |
Производительность автогрейдера при возведении насыпи зависит, прежде всего, от размера вырезаемой стружки грунта, скорости движения и последовательности проходов по резанию и перемещению. Увеличение размера стружки достигается предварительным рыхлением грунта и рациональной установкой ножа.
До начала возведения насыпи необходимо обозначить ее границы и границы боковых резервов. Первое зарезание грунта (борозду) делают на расстоянии равном
(3.6.1)
где В - ширина земляного полотна, м;
m - заложение откоса;
Н - высота насыпи, м;
l - длина отвала, м;
a - угол захвата, град.
Возведение насыпи ведут от внутренней бровки резерва (рис. 3.6.2). Перемещение грунта осуществляют за несколько проходов. Эта операция наиболее трудоемка, она составляет до 75 % от общего числа проходов.
Рис. 3.6.2. Схема разработки резерва и отсыпки насыпи автогрейдером:
1 - 1-е зарезание; 2 - 2-е зарезание
Поэтому иногда производят два зарезания, после чего выполняют перемещение этого грунта, затем вновь два зарезания и перемещение и т.д. Укладку грунта производят одним из двух способов - вполуприжим и вприжим.
При укладке грунта в насыпь вполуприжим перемещаемый вал грунта укладывают с предыдущим на расстоянии между гребнями валов 0,4...0,5 м, т.е. между ними имеются зазоры, заполняемые в последующем путем срезки гребня валов автогрейдером. В этом случае толщина отсыпаемого слоя грунта составляет 0,25...0,35 м. Этот способ, как правило, применяют при высоте насыпи 0,5...0,75 м. В тех случаях, когда высота насыпи не превышает 0,5 м, целесообразнее отсыпку производить в один слой, укладывая грунт вприжим. В этом случае вал грунта прижимают к ранее уплотненному настолько, что из двух валов образуется один сплошной широкий вал высотой до 0,5 м.
Рекомендуемая длина захватки при возведении насыпи из грунта боковых резервов - 400...500 м. Зарезание грунта производится на I передаче автогрейдера половиной длины ножа при наибольшей толщине срезаемой стружки, а перемещение и разравнивание - на II и III передачах всей длиной ножа. Углы установки ножа автогрейдера для выполнения операций по зарезанию, перемещению и разравниванию грунта устанавливают согласно табл. 3.6.2.
Производительность автогрейдера при возведении насыпи из грунта двусторонних боковых резервов определяют по формуле
(3.6.2)
где Т - продолжительность смены, ч;
Кв - коэффициент использования рабочего времени;
q = 2 l3 f - объем грунта, перемещаемый за один рабочий цикл, м3;
l3 - длина захватки, м;
f - площадь поперечного сечения стружки в плотном теле, м2 (для средних автогрейдеров 0,12...0,16, для тяжелых 0,16...0,20);
t y - продолжительность цикла, с.
(3.6.3)
где п - число проходов для перемещения грунта, приходящееся на один проход зарезания;
Vp - скорость движения при зарезании (0,69...0,97), м/с;
Vn - скорость движения при перемещении грунта (1,1...1,67), м/с;
tnoв - время поворота (80... 100), с;
tnep - время на перемену установки отвала (30...40), с.
Требуемое число проходов автогрейдера при зарезании пз и перемещении пп определяют по формулам
(3.6.4)
(3.6.5)
где пз - число проходов автогрейдера для зарезания грунта;
Fр - площадь резерва, м2;
Кп - коэффициент перекрытия проходов при зарезании (1,3...1,7);
пп - число проходов для перемещения грунта;
lц - расстояние от центра тяжести половины поперечного сечения насыпи до центра тяжести поперечного сечения резерва, м;
ln - расстояние поперечного перемещения грунта за один проход;
d - коэффициент перекрытия проходов при перемещении грунта (1,15).
Величина поперечного перемещения грунта за один проход зависит от длины отвала и угла захвата. В среднем она составляет от 2,1 до 3,6 м, а при установке к отвалу удлинителя увеличивается на 0,4..0,6 м.
Данные о производительности тяжелых автогрейдеров при возведении насыпей высотой до 0,75 м приведены в табл. 3.6.3.
Таблица 3.6.3
Производительность тяжелых автогрейдеров в зависимости от группы грунтов и расстояния перемещения
| Расстояние перемещения грунта, м | Группа грунтов по трудности разработки | ||
| I | II | III | |
| Производительность, м3/смену | |||