Автогрейдер с повышенной планирующей способностью

Изобретение относится к дорожно-строительным машинам, используемым при планировке земляной поверхности, например, при строительстве автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов и других объектов.

1. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью состоит из разрезной рамы авто грейдера, задней и передней полурам, соединенных между собой горизонтальным шарниром и замкнутых гидроцилиндров, балансирных тележек и шарнира, а также измерителя угла в про дольной плоскости относительно гравитационной вертикали, отличающийся тем, что рама автогрейдера выполнена шарнирно-сочлененной в вертикальной плоскости с помощью горизонтального шарнира.

2. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью по п.1 отличающийся тем, что шарнирно-сочлененная рама замыкается с помощью гидроцилиндров.

3. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью по п.1 отличающийся тем, что на задней полураме установлен измеритель угла в продольной плоскости относительно гравитационной вертикали.

4. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью по п.1 отличающийся тем, что бескопирная система автоматического управления по сигналу измерителя угла с помощью гидроцилиндров изменяет угловое положение задней полурамы.

Описание полезной модели

Полезная модель относится к дорожно-строительным машинам, используемым при планировке земляной поверхности, например, при строительстве автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов и других объектов.

Известны серийно-выпускаемые в России автогрейдеры [1], являющиеся эффективными универсальными машинами для выполнения землеройно-профилировочных работ, которые могут использоваться на работах по перемещению и распределению грунта и дорожно-строительных материалов при планировке откосов, насыпей и боковых кюветов, смешения грунтов с добавками и вяжущими материалами на полотне дороги и многих других работах.

Недостатком современных автогрейдеров является относительно невысокая собственная планирующая способность, когда не используется копирная система автоматического регулирования, по причине небольшой базы (обычно около 6 м) и нерационального расположения отвала в базе. Копирная система автоматики, конечно, компенсирует в значительной степени этот недостаток, однако она в свою очередь обладает известными недостатками (высокая стоимость, трудоемкость в установке и переустановке копира, потеря времени, высокая квалификация дополнительного обслуживающего персонала и другие), и по этой причине на строительной площадке автогрейдер фактически чаще всего работает без копирной системы.

В известном патенте RU 2109110 С1 [2] для повышения планирующей способности выпускаемых автогрейдеров предложена система автоматического управления (САУ) положением отвала с помощью пропорциональных датчиков, измеряющих расстояние между балансиром и основной рамой, а также между рабочим органом и основной рамой. Авторы патента исходят из того, что «передние колеса автогрейдера едут по неровностям полотна, а задние - по уже профилированному полотну». При этом профилированное полотно понимается как прямая плоскость. На самом деле всякий планировщик (профилировщик), использующий бескопирную САУ, после рабочего органа оставляет сглаженные неровности (особенно после первого прохода), по которым едут задние колеса автогрейдера. Иными словами, задние колеса движутся не по прямой, а по сглаженным неровностям, амплитуда которых уменьшается при повторяющихся проходах. Показания датчиков фиксируют не только возмущение под передними колесами автогрейдера, но и вертикальные колебания балансирной рамы. Вышеизложенное, а также сложная САУ с применением не менее 2-х датчиков, не позволяют эффективно повысить планирующую способность автогрейдера.

Известен также профилировщик-распределитель с автоматическим управлением для устройства оснований дорог (патент RU 48331) [3], конструкция которого с помощью системы автоматического управления (САУ), состоящей из маятникового помехозащищенного измерителя угла, командного аппарата с процессором, усилителя мощности, электроуправляемых гидравлических золотников и исполнительных гидроцилиндров, позволяет избежать возмущений днообразующей кромки рабочего органа при случайных возмущениях рояльного колеса и без дополнительных и трудоемких геодезических и настроечных работ проложить трассу будущего дорожного полотна.

При всех положительных качествах планирующей способности профилировщика-распределителя, он не является автогрейдером и имеет иные функции.

Цель предлагаемой полезной модели - при сохранении перечисленных достоинств автогрейдера значительно повысить его планирующую способность без применения копирной автоматики.

Это достигается тем, что (фиг.1 и 2) рама автогрейдера делается разрезной, состоящей из задней полурамы 5 и передней 7, соединенных между собой горизонтальным шарниром 2. Обе полурамы замыкаются гидроцилиндрами 6. Задняя полурама, на которой размещается блок двигатель-кабина, опирается на балансирные тележки с помощью шарнира 1. На задней раме установлен измеритель угла в продольной плоскости относительно гравитационной вертикали 8.

Бескопирная система автоматического управления по сигналу измерителя угла 8 с помощью гидроцилиндров 6 изменяет угловое положение задней полурамы 5 так, чтобы вертикальное возмущение режущей кромки рабочего оборудования 3 при наезде передних колес на неровности было минимальным.

Рабочий орган по аналогии с американским аналогом «Автогрейд» состоит из фрезы и отвала, однако в нашей конструкции можно ограничиться рассмотрением примера классического автогрейдера - только одним отвалом.

Автогрейдер с повышенной планирующей способностью работает следующим образом. При наезде передних колес 4 на выпуклое (или вогнутое) препятствие задняя полурама 5 (при замкнутых гидроцилиндрах 6) изменяет свое угловое положение в продольной плоскости. Это изменение фиксируется измерителем угла 8 и по его команде бескопирная система автоматического управления с помощью гидроцилиндров 6 возвращает заднюю полураму 5 в новое угловое положение (например, горизонтальное), уменьшая при этом вертикальное возмущение режущей кромки рабочего органа.

На фиг.За показана упрощенная схема предлагаемого автогрейдера с повышенной планирующей способностью. Звено 1-2 - задняя полурама; звено 2-4 - передняя полурама; соответственно 1 и 4 - задняя и передняя опоры автогрейдера. Полурамы соединены горизонтальным шарниром 2. Режущая кромка рабочего органа (отвала) находится в точке 3 на передней полураме. В_ф - физическая длина базы автогрейдера. При наезде передних колес 4 на препятствие высотой Н (фиг.36) режущая кромка 3 получает вертикальное возмущение hi. При срабатывании бескопирной системы автоматического управления (измеритель угла и гидроцилиндр на фиг.36 условно не показаны) звено 1-2 возвращается, например, в горизонтальное положение (фиг.3в). При этом возмущение днообразующей кромки становится значительно меньшим hi, что свидетельствует о повышении планирующей способности предлагаемого автогрейдера. Аналогичная картина будет и при попадании передних колес во впадину.

Литература:

1. Общая информация по автогрейдерам, выпускаемым российскими предприятиями.

2. Патент на изобретение RU 2109110 С1, опубликовано 20.04.1998. ОАО «Брянский арсенал».

3. Патент РФ 48331 от 10.10.2005, кл. Е01С 19 в соответствии с МПК.

1. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью состоит из разрезной рамы автогрейдера, задней и передней полурам, соединенных между собой горизонтальным шарниром и замкнутых гидроцилиндров, балансирных тележек и шарнира, а также измерителя угла в продольной плоскости относительно гравитационной вертикали, отличающийся тем, что рама стандартного автогрейдера выполнена шарнирно-сочлененной в вертикальной плоскости с помощью горизонтального шарнира, положение которого регулируется бескопирной системой автоматического управления.

2. Автогрейдер с повышенной планирующей способностью по п.1, отличающийся тем, что бескопирная система автоматического управления по сигналу измерителя угла с помощью гидроцилиндров изменяет угловое положение задней полурамы.