Интенсификация производства земляных работ автогрейдерами

УДК 625.08

А.В. ПАНИЧКИН, А.С. ТРУБИН

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ АВТОГРЕЙДЕРАМИ

Рассмотрены вопросы повышения эффективности разработки влажных грунтов автогрейдерами путем нагрева рабочего органа выхлопными газами и применения вибрации.

Ключевые слова: автогрейдер, эффективность, производительность, интенсификация, отвал, нагрев, вибрация.

Автогрейдеры являются наиболее распространенными машинами, используемыми при дорожно-строительных работах, таких, как возведение земляного полотна, устройство дорожных оснований и покрытий, разнообразные планировочные и профилировочные работы, а также при ремонте и содержании дорог, городских проездов, площадей при очистке дорог от снега.

Одной из важных тенденций развития машин для земляных работ является повышение эффективности и интенсификации рабочих органов. Известны конструкции машин, обладающих свойствами широкой адаптации к условиям и видам работ: бульдозеры с перекосом отвала, с управляемыми выступающими ножами; отвалы с двухножевой системой копания, с изменяющимся углом резания, оборудованные челюстным захватом; рыхлители с последовательно расположенными зубьями, установленными на разную глубину; скреперные ковши с двухножевой системой копания, со шнеко-, винто- и элеваторной системой загрузки ковша.

Перспективно создание новых землеройных машин, основу рабочих процессов которых составляют новые физические эффекты: снижение сил трения при движении инструмента в грунте на базе использования антифрикционных материалов, термических воздействий, электрофизических методов, гидравлической и газовоздушной смазки; использование достижений газо- и гидродинамики для интенсификации разрушения, уплотнения и перемещения грунтов.

При прочих равных условиях наиболее высокой интенсивностью рабочих процессов обладают землеройно-транспортные машины (ЗТМ) непрерывного действия (автогрейдеры, грейдеры-элеваторы и т.д.). Наглядно это представлено на диаграммах роста объемов разработки грунта во времени (рисунок 1). Здесь же видны основные пути интенсификации этих машин:

- увеличение объема грунта, набираемого за цикл в процессе копания, или поперечного сечения грунтовой стружки, отделяемой от массива;

- повышение скоростей движения рабочих органов и машин;

- снижение потерь грунта в процессе копания и транспортирования.

Каждый из этих путей связан с совершенствованием конструкции рабочего органа, так как снижение энергоемкости резания и копания грунтов является следствием увеличения набора грунта и сечения непрерывного грунтового потока при сохранении рабочих скоростей или повышения скорости движения рабочего органа и машин при прочих равных условиях.

По сравнению с другими типами строительных машин автогрейдер является весьма универсальной машиной и может выполнять широкий спектр земляных работ.

Рассмотрение тенденций развития автогрейдеров может быть дополнено анализом патентов, не нашедших еще воплощения в реальных конструкциях, который поможет в некоторой степени предопределить развитие автогрейдеров в будущем.

[pic 1]

Рисунок 1 – Диаграммы роста объема Q разрабатываемого грунта:

а – для ЗТМ цикличного действия; б – для ЗТМ непрерывного действия

(Т – время цикла; tk – время копания; tТ – время транспортирования грунта;

tх – время холостого хода; Qпт – потери грунта при транспортировании;

Qпк – потери грунта при копании)

Анализ патентов показывает, что их можно разделить на две группы. К первой группе относятся решения, не затрагивающие принципиальных схем механизмов, а касающиеся лишь конструктивного выполнения отдельных узлов. Эти решения не меняют назначения механизма и основных параметров машины, включая производительность.

Ко второй группе относятся патенты, существенно изменяющие конструкцию машины, а также их основные характеристики, это патенты с различными решениями по активизации рабочего процесса резания и перемещения грунта.