Автогрейдердің функционалды мүмкіндіктерін кеңейтуге патенттік

Аннотация

В данной работе представлен обзор конструкций автогрейдеров, их классификация, назначение и принцип действия, который позволил выявить основные направления модернизации автогрейдеров.

В качестве совершенствования рабочего органа автогрейдера предлагается конструкция основного отвала автогрейдера в виде центральной, двух задних секций и гидроцилиндров их управления. Это позволяет увеличить производительность при планировочных работах, а также при разработке грунта по сравнению с существующим рабочим органом автогрейдера.

Произведен расчет основных параметров рабочего органа, усилий, возникающих в процессе работы автогрейдера, расчет производительности.

Рассмотрены вопросы охраны труда при эксплуатации и ремонте автогрейдеров, промышленной экологии.

Определены показатели экономической эффективности от применения новой техники, которые подтверждают целесообразность произведенной модернизации рабочего органа автогрейдера.

Жұмыста келесі қысқартылған сөздер кездеседі:

МЕСТ – Мемлекеттік стандарт;

ЯМЗ – Ярославский моторный завод;

ЖХК – жартылай циклді хош иістендірілген көмірсутегі;

ІЖҚ – іщтен жанатын қозғалтқыш;

дБА – акустикалық децибел.

Кіріспе

Заманауи жердегі бірегей құрылыста жер жұмыстарын жүргізу, жер телімдерін игеру және қазба байлықтарын өндіру бойынша өндіріс процесі. Жер үсті жұмыстары өндірісінің ең үлкен еңбек өнімділігі олардың максимальді механизациясы және айырмашылығы көп машиналар паркі деп ойлайды. Ғылыми-технологиялық процесті жетілдіру және өндірістің тиімділігін арттыру үшін кешенді машина жасаудың тиімді машиналарын тиімді жүйесін құру және тиімді пайдалану қажет. Көптеген жер жұмыстары үшін автокөліктердің үлкен үлесі бар. Барлық құрылыс машиналары мен жабдықтары транспорттық, жүк және жүк тасымалдау, тасымалдау және жинау, жер үсті және жер жұмыстары үшін, шатырлы және тұтқыр материалдарды қайта өңдеу үшін, бетон және растворларды өндіру үшін, әрлеу жұмыстар үшін, арматуралық жұмыстар, құрылыс өндірісі үшін өнімдер және конструкциялар. Машинажасау мен құрал-жабдықтары бөлек класс машина құралы болып табылады. Жер үсті жұмыстарын жүргізетін машиналарының көпшілігінің бірі. Автогрейдерлер және параметрлер ерекшеленеді, бірақ олардың барлығы бір және біреудің өзіндік ұстанымдары бойынша жұмыс істейді. Әдебиеттер және патенттік дерек көздерімен танысу және прототиптерді таңдау. Сонымен қатар, жұмыс органдарының негізгі параметрлері есептеледі, жұмыс істейтін органдардың гидравликалық және кинематикалық схемалары әзірленеді. Одан кейін тартқыш және күштік есеп айырысуды жүргізеді, негізгі жинақталған конструкцияларды есептейді, сондай-ақ автогрейдерлердің даналық өндірісін есептейді. Соңғы бөлімде автогрейдер қауіпсіз пайдалануды қамтамасыз етеді [1].

Жұмыстың міндеттеріне жатады:

- автогрейдерлерді құру және енгізу саласында материалдарға шолу;

- патенттік талдау жасау;

- жаңадан енгізілген жұмыс мүшесін сипаттау;

- негізгі параметрлерді есептеу;

- тартымдылықты есептеу;

- гидроцилиндрдің күшін анықтау;

- өнімділікті анықтау;

- еңбек қорғаудың автогрейдерге әсері;

- экономикалық әсерді есептеу.

1. Автогрейдерлерді құру және енгізу саласында материалдарға шолу

1.1 Тағайындалуы, жіктелуі және конструкциясы

Автогрейдер – алаңдар мен еңістерді жайғастыру және профильдеуге, сонымен қатар, биіктігі 0,6 м-ге дейін үйінді құрастыруға, қар және борпылдақ құрылыс материалдарын тегістеу мен жылжытуға арналған тіркемелі немесе өзі жүретін машина. Автогрейдердің көрінісі сурет 1.1-де көрсетілген [2].

Сурет 1.1 – Автогрейдердің көрінісі

Автогрейдердің түрлі жұмыстарды атқара алады, өйткені оның қайырмасы тік және көлденең жазықтықта түрлі бұрыштарға орналаса алады, түрлі ауыспалы жабдықтар орналастырылуы мүмкін (20 түрге дейін), жоғары мобилділікті (машинаның көліктік жылдамдығы 45 км/сағ-қа жетуі мүмкін) қамтамасыз етеді.

Автогрейдердің негізгі жұмыстарының бірі – топырақты жолдарды үшбұрышты немесе трапециялы кюветпен нөлдік деңгейде немесе 0,4 м биіктікті үйінділерде профильдеу болып табылады. Профильдеу жұмыс ретінің бөлек циклдерінің қайталануынан құралады, оның бастысы кесу болып табылады. Әр жұмыс реті – кесуден кейін грунт үйіндіге бірнеше рет орналастырылады. Кесудің еңбек сыйымдылығы жоғары, сондықтан ол жоғары тарту күшін қажет етеді.

Автогрейдердің өндірістің түрлі бағытта, құрылыс мекемесінде және коммуналды қызметтерге пайдаланылады. Ол үйінділерді орналастыруға және салуға, грунтты басқа қоспалармен араластыруға пайдаланылады. Сонымен қатар, ол машинаны ескі жол жабындысын және ауыр грунтты ашып тастауға қолданылады. Коммуналды қалалық қызметтерде автогрейдер үнемі пайдаланылады, өйткені оның көмегімен жолды қардан, мұздан тазартады, жол жиегін тегістеп тазартады. Ол қайырманың түрлі орналасуының көмегімен түрлі жұмыстарды орындай алады, жобалау жұмыстарының дәлдігін қамтамасыз етеді.

Автогрейдерлер қозғалтқыштың қуаты, оған сәйкес келетін машина салмағына, осі саны, доңғалақ схемасының типі, жұмыстық мүшені басқару жүйесі бойынша жіктеледі.

Конструктивті массасы бойынша жеңіл, орташа, ауыр болып бөлінеді. Жеңіл автогрейдерлер грунтты жолдардың кішігірім жөндеу жұмыстары үшін; орташа автогрейдерлер жолды орташа жөндеу және құрылысы үшін, орташа категориялы грунтпен жұмысы кезінде; ауыр автогрейдерлер көп көлемді түрлы жол жұмыстары, ауыр грунт жағдайларында, аэродромдарды жобалау үшін пайдаланылады.

Автогрейдердің құрылымдық компоновкасы оның доңғалақ схемасымен сипатталады, яғни, остердің жалпы санымен, жетекші осі мен басқарушы доңғалағы бар осімен. Доңғалақ схемасы келесі формуламен анықталады:

А Б В,

Мұндағы А – басқарушы доңғалақтары бар осі саны;

Б – жетекші осі саны;

В – автогрейдердің жалпы осі саны.

Жеңіл және орташа автогрейдерлердің доңғалақ схемасының типі 1 2 3, ал ауыр автогрейдерлерде 1 3 3 болады.

Трансмиссия типі бойынша автогрейдерлерді механикалық және гидромеханикалық деп бөледі. Гидромеханикалық трансмиссия автоматты және автогрейдердің қозғалыс жылдамдығының бірқалыпты өзгеруін, ал механикалық сатылы өзгеруін қамтамасыз етеді.

Өндірісте автогрейдердің базалық моделі шығарылады: жеңіл типі – ДЗ-148 (ДЗ-99А-ның орнына), орташа типті – ДЗ-122Б және ДЗ-143 және ауыр типті – ДЗ-98А жіне ДЗ-140, олардың модификациялары бар, ол тек күштік орналасудың қуаты арқылы, трансмиссия типіне, қайырманы автоматты басқару жүйесінің типінің бар-жоқтығына, жұмыс жабдығының параметріне, рама типіне қатысты ерекшеленеді. Автогрейдердің салмағы және қуаты бойынша жіктелуі кесте 1.1-де көрсетілген [2].

Кесте 1.1

Автогрейдердің салмағы және қуаты бойынш жіктелуі

Өзінің көп жылдық тарихы бар ДЗ-98 автогрейдерінің жаңартылған бірнеше модельдері бар. Олар өз араларында қосымша жабдық түрлерімен ерекшеленді. Сондай-ақ кейінгі модельдері жаңғыртылған түйіндер мен агрегаттарға ие, яғни оларды машинаның пайдалану сипаттамасын жоғарылату мақсатында құраушылар өндеп шығарған.

ДЗ-98 автогрейдері Deutz немесе Cummins-тен күштік агрегаттармен, Z₃-тен гидромеханикалық трансмиссиямен, сондай-ақ бульдозер қайырмасымен және толық бұрылыс жасайтын грейдер қайырмасымен жабдықталған. Қажет жағдайда қопсытқыш жабдық орнатылады.

Грейдердің негізгі параметрі мен өлшеміне қайырманың ұзындығы және биіктігі, қайырманы бүйір шығару, қайырманы тереңдету және жол аралығы; пышақтың кесу бұрышы, қайырманы қармау және еңкейту; масса, доңғалақ базасы және колея; габаритті өлшемдер жатады. Сонымен қатар, грейдерлер базалық машинаның параметрімен сипатталады. Ол тарту класы немесе тарту күші, қозғалтқыш қуаты, жылдамдық отын шығын. Атап өтілген параметрлер мен өлшемдер грейдердің техникалық мүмкіндіктерін, тиімді қолданудың аймақтарын бағалауға септігін тигізеді.

Автогрейдердің негізгі жұмыс жабдығы тарту рамасынан, бұрылыс шеңберінен және ауыспалы екі лезвиялы пышақты қайырмадан тұрады. Толық бұрылмалы қайырма автогрейдердің тура және кері бағыттағы жұмысын қамтамасыз етеді. Қайырманы бұру редуктор арқылы гидрометрмен орындалады. Тарту рамасының алдыңғы бөлігі машина рамасымен шарнирлі байланысқан, ал артқы бөлігі екі гидроцилиндрде ілінген. Ол оның түрлі қалыпта болуын реттейді:

- көліктік (көтерілген);

- жұмыстық (түсірілген).

Жұмыстық күйде қайырма грунтқа пышақпен енгізіледі және қозғалыс кезінде грунт қабатын кесіп оны тасымалдайды.

Қайырманың кесу бұрышы грунт категориясынан тәуелді болады және гидроцилиндрмен реттеледі. Тарту рамасының машинаның бойлық осінен екі жаққа шығуы гидроцилиндр арқылы іске асады.

Автогрейдердің жұмыс жабдығын гидравликалық басқару жүйесі тарту рамасын көтеру және түсіруді, бұрылыс шеңбері және қайырмамен бірге жүзеге асады, қайырманы бұрылыс шеңберімен бірге 360⁰-қа бұру, машинаның көлденең осінен қайырманың екі жақа бүйір шығуы, көлденең жазықтыққа қайырманы бұрышпен орнату (18⁰-қа дейін), еңісті бұрышпен жобалау үшін қайырманы бүйір шығару (90⁰-қа дейін) қамтамасыз етеді [3].

Жеке автогрейдерлер “Профиль” типті қайырманы автоматты басқару жүйесімен жабдықталуы мүмкін, ол көлденең және бойлық бағытта қайырманы автоматты тұрақтандыру үшін арналған. Ол машинаның өнімділігін және бетті өңдеу дәлділігін жоғарылатады. Автогрейдерлерде “Профиль – 10”, “Профиль – 20” және “Профиль – 30” сияқты автоматты жүйелер орнатылады.

Автогрейдердің жұмыс мүшесін басқару жүйесі бойынша гидравликалық, редукторлы, аралас (электр-гидравликалық, редукторлы-гидравликалық, пневмоэлектрлік және т.б.) болып бөлінеді. Ең көп таралғаны көлемді гидрожетегі бар автогрейдерлер. Автогрейдерлер екі және үш доңғалақ ості болып ажыратылады.

ДЗ-98 автогрейдері жолдың жер төсемдерінің бетін жобалау және профилдеу, үйінділер тұрғызу, гравий, щебень мен грунтты жол салу мен жөндеу кезінде орнын ауыстыру, кювет, бүйір орларды, шұңқырлар салуда қолданылады. Сонымен қатар, жолды қардан, мұздан тазалауда да қолданылады. Шарнирлі буындасқан рама, бұрылмалы грейдер қайырмасы жол төсемін кең ауықамда қармап алуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, бульдозерлік және грейдерлік қайырманы тиімді пайдалана алады. Грейдер қайырмасының толық бұрылысының арқасында артқы жүрісімен қозғалысы кезінде жобалауды да іске асыруға болады. ДЗ-98 автогрейдері ЯМЗ-238НДЗ немесе Cummins М-11С265 сияқты дизельді қозғалтқыштармен және механикалық трансмиссиямен жабдықталады. Бұл автогрейдер 1-ден 4-ке дейін категориялы грунттарда жұмыс істей алады.

ДЗ-98 автогрейдері арнайы техниканың жұмыс жабдығы құрылыс-жол жұмыстарында және коммуналдық шаруашылықтарда үлкен технологиялық мүмкіндіктерді орналастырады. Автогрейдердің маңызды жұмыс мүшесі доңғалықтың алдыңғы және артқы остері арасында орналасатын пышақпен бірге қайырма болып табылады. ДЗ-98 автогрейдері турбоүрлегіші бар жаңа заманғы қозғалтқышымен жабдықталған. Ол биік тау жағдайларында жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Тежегіш жүйесінде негізгі гидрожүйенің гидравликалық сұйықтықтың қолданылуы арқасында эксплуатационды шығындар неғұрлым азайды.

Еңбек өнімділігін жоғарылату және автогрейдер операторының жұмыс жағдайын жақсарту мақсатында ж