РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ АВТОГРЕЙДЕРА
WORKING EQUIPMENT OF THE MOTOR GRADER

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам и в частности к автогрейдерам.
Недостаток известных автогрейдеров заключается в том, что для использования при устройстве земляного дорожного полотна копание грунта производится косоуставленным отвалом, который одновременно перемещает срезанный грунт в сторону. Такое положение отвала обусловливает просыпание грунта под задние ведущие колеса, а это снижает тягово-сцепные качества движителя и не позволяет перемещать срезанный грунт на всю ширину отвала. Известен автогрейдер с рабочим органом, включающим отвал и боковые секции, установленные симметрично сзади отвала (RU патент 2648748 E02F 3/6).
В известном устройстве, для удаления просыпанного грунта, боковые секции неподвижно прикреплены к балансирам под косым углом к продольной оси базовой машины. Жесткое соединение боковой секции к балансиру обусловливает неопределенное положение нижней кромки этой секции, относительно зачищаемой поверхности вследствие непрерывно меняющегося рельефа разрабатываемого грунта. Поэтому практически в любой момент времени нижняя кромка боковой секции будет выше или ниже этой поверхности, что плохо в том и другом случаях. При положении нижней кромки выше уровня грунта проявляются недостатки, отмеченные для известных автогрейдеров, выражающиеся в увеличении просыпания грунта под задние ведущие колеса, ограничении тяговых возможностей и уменьшении объема грунта перемещаемого на всю ширину отвала. Если же нижняя кромка боковой секции оказывается ниже уровня грунта, то боковая секция будет выполнять функцию для которой она не предназначена, а именно срезать грунт, в то время как она предназначена для удаления просыпанного грунта за пределы колеи автогрейдера. Вынужденное срезание грунта боковой секцией увеличивает сопротивление движению автогрейдера, ухудшает управляемость по курсу и в конечном итоге снижает производительность.
Известен также и другой рабочий орган автогрейдера, включающий отвал и боковые секции, установленные симметрично сзади отвала с возможностью поворота приводами в виде гидроцилиндров (RU патент 2498022 E02F 3/76). Второе известное техническое решение наиболее близко, по технической сущности к заявляемому, и принято заявителем за прототип. Во втором известном устройстве, в отличие от первого, боковые секции установлены шарнирно и имеют привод, позволяющий изменять их положение. Однако качественно управлять положением нижней кромки боковой секции относительно поверхности грунта машинист не может, поскольку, во первых, эта кромка закрыта перемещаемым грунтом и не видна для машиниста, а во вторых, рельеф поверхности изменяется по пути. Попытка управления положением боковой секцией в процессе вырезания грунта основным отвалом отвлекает внимание машиниста от управления им, ведет к излишнему утомлению и в конечном итоге снижает производительность. При этом положение нижней кромки боковой секции относительно поверхности грунта остается по прежнему весьма неопределенным и вызывает недостатки, характерные для первого известного устройства, хотя возможно и несколько в меньшем количественном отношении. Кроме того, второе известное устройство имеет недостаточную надежность, поскольку боковые секции закреплены на основном отвале консольно расположенными шарнирами и не имеют связей, воспринимающих большие фронтальные воздействия со стороны грунта. Равнодействующая распределенной нагрузки со стороны собираемого грунта на боковую секцию действует на большом плече от шарнира и вызывает большие изгибающие моменты, разрушающие шарнир.
Предлагается рабочее оборудование автогрейдера, лишенное свойственных известным техническим решениям недостатков. Рабочее оборудование автогрейдера, содержащее отвал и боковые секции, установленные симметрично сзади отвала с возможностью поворота приводами в виде гидроцилиндров, снабжено подвижными кронштейнами, направляющими, четырехпозиционными гидрораспределителями, гидроаккумулятором и регулируемым редукционным гидроклапаном, при этом внешние концы боковых секций установлены в направляющих, а внутренние концы прикреплены шарнирно к подвижным кронштейнам, выполненным с возможностью перемещения вдоль отвала и фиксации, а гидроцилиндры привода боковых секций сообщены с четырехпозиционными гидрораспределителями, соединенными с напорной и сливной гидролиниями и с гидроаккумулятором, который сообщен с напорной гидролинией через регулируемый редукционный гидроклапан, выполненный с возможностью поддержания величины давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести боковых секций в одной из позиций золотников гидрораспределителей.
Предлагаемое рабочее оборудование автогрейдера, в сравнении с прототипом, обеспечивает повышение сцепных свойств движителя с грунтом, и повышение тяговых возможностей, за счет упругой подвески боковых секций и частичного уравновешивания их силы тяжести. Одновременно повышается надежность путем установки направляющих для боковых секций, которые воспринимают фронтальные нагрузки со стороны грунта. Кроме того, подвижные кронштейны крепления боковых секций позволяют расширить эксплуатационные возможности автогрейдера и увеличить производительность при выполнении некоторых видов работ, например, планировочных или очистки дорог от снега.
На фиг. 1 изображено рабочее оборудование автогрейдера и гидросхема его управления, вид сзади; на фиг. 2 - рабочее оборудование автогрейдера в процессе копания грунта косопоставленным отвалом и опущенной в плавающее положение боковой секцией, вид спереди; на фиг. 3 изображено рабочее оборудование автогрейдера с выдвинутыми боковыми секциями, вид сзади.
Рабочее оборудование автогрейдера включает основной отвал 1, а на задней стороне его установлены, с возможностью перемещения вдоль нижней кромки, кронштейны 2 и 3, которые фиксируются, например, пальцами 4. Возможно также перемещение и фиксация кронштейнов с помощью отдельного гидропривода. К кронштейнам шарнирами 5 прикреплены боковые секции 6 и 7 с гидроцилиндрами привода 8 и 9 соответственно. По краям основного отвала 1 закреплены направляющие 10 и 11, позволяющие выдвигать и поворачивать боковые секции 6 и 7, и воспринимающие фронтальные воздействия на них со стороны грунта. Гидроцилиндры 8 и 9 привода боковых секций сообщены гидролиниями с четырехпозиционными гидрораспределителями 12 и 13, которые сообщены с напорной и сливной гидролиниями и с гидроаккумулятором 14. Гидроаккумулятор соединен с напорной гидролинией через регулируемый редукционный гидроклапан 15, выполненный с возможностью поддержания величины давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе 14, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести боковых секций 6 и 7, в одной из позиций золотников гидрораспределителей 12 и 13.
Рабочее оборудование автогрейдера действует следующим образом.
В исходном положении, изображенном на фиг. 1, рабочее оборудование неподвижно на горизонтальной поверхности, золотники гидрораспределителей 12 и 13 занимают нейтральные позиции и перекрывают все гидролинии. Гидроаккумулятор 14 заряжен посредством редукционного гидроклапана 15 на заданную величину давления. Кронштейны 2 и 3 зафиксированы на отвале 1 пальцами 4, а нижние кромки боковых секций выше уровня режущей кромки основного отвала 1.
При выполнении работы по устройству земляного дорожного полотна копание осуществляется косопоставленным отвалом с одновременным перемещением грунта в сторону, как это изображено на фиг. 2. В этод период золотник гидрораспределителя 12 опущен вниз и занимает позицию, в которой поршневая полость гидроцилиндра 8 сообщена с гидробаком, а штоковая полость сообщена с гидроаккумулятором 14. Установленная величина давления зарядки гидроаккумулятора обеспечивает частичное уравновешивание силы тяжести боковой секции 6 и обеспечивает ее плавающее положение, благодаря упругой связи с гидроаккумулятором. Находясь в плавающем положении, боковая секция прижимается к поверхности грунта с ограниченным усилием, автоматически копирует неровности поверхности, собирает и перемещает за пределы колеи ведущих колес весь грунт, оставленный косоустановленным основным отвалом при движении. Плавающее состояние и упругая связь боковой секции с основным отвалом исключают возможность ненужного срезания грунта боковой секцией, что позволяет максимально реализовать тяговые возможности автогрейдера облегчить управление по курсу и увеличить тем самым производительность. Направляющие 6 и 7 воспринимают фронтальные воздействия грунта на боковые секции, не препятствуя их перемещениям относительно шарниров.
При выполнении некоторых работ, например, планировочных с грунтами невысокой прочности или очистки дорог от снега, возможно повысить производительность за счет увеличения ширины захвата путем увеличения длины отвала, как это изображено на фиг. 3. Для увеличения ширины отвала извлекают фиксирующие пальцы 4 и гидроцилиндрами 8 и 9, используя гидрораспределители 12 и 13, перемещают кронштейны 2 и 3 в стороны от оси и вновь фиксируют установкой пальцев 4. Перемещать и фиксировать кронштейны возможно также путем установки дополнительных гидроцилиндров.
Таким образом, предложенное рабочее оборудование автогрейдера обеспечивает повышение производительности за счет увеличения тяговых возможностей, путем улучшения сцепных свойств ведущих колес с опорной поверхностью. Сцепные свойства повышаются надежным удалением грунта за пределы колеи задних ведущих колес подвижными боковыми секциями, автоматически копирующими поверхность грунта в плавающем режиме. Одновременно повышается надежность рабочего оборудования и расширяются эксплуатационные возможности автогрейдера за счет установки направляющих боковых секций. Кроме того, необходимо отметить, что предложенное устройство возможно устанавливать на существующих автогрейдерах путем несложной доработки.