АВТОГРЕЙДЕР С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ Российский патент 1997 года по МПК E02F3/76 

Изобретение относится к области строительства, в частности к созданию машин для экскавации и перемещения грунта и может быть использовано при проектировании самоходных землеройных машин, использующих сцепной вес при выполнении рабочих операций.

Известен автогрейдер Caterpillar 140G (США) [1] с навесным дополнительным оборудованием и двухрежимным двигателем, выполняющий на режиме с повышенной мощностью операции перемещения грунта на повышенных рабочих скоростях.

Caterpillar 140G обладает высокой производительностью. При резании грунта на низких рабочих скоростях производительность обеспечивается достаточностью величины тяги и устойчивости хода автогрейдера по сцеплению, а при перемещении грунта на повышенных рабочих скоростях дополнительной мощностью двигателя.

Недостатком аналога является низкая энергетическая эффективность при перемещении грунта ввиду избыточного сопротивления движению автогрейдера из-за значительного превышения массы над необходимой для реализации сцеплением тяги двигателя.

Известны автогрейдеры ДЗ 122Б-1 [2] ДЗ 143-1 [3] (Россия), с установленным на оконечностях самоходного шасси дополнительным оборудованием и двигателем постоянной мощности. Перечисленные аналоги имеют низкую производительность и низкую энергетическую эффективность ввиду невозможности обеспечить при неизменных параметрах системы и широком диапазоне внешних нагрузок оптимальное нагружение двигателя и минимальное сопротивление движению.

Прототипом изобретения принимаем автогрейдер ДЗ 143-1, состоящий из самоходного шасси с грейдерным отвалом и съемного дополнительного оборудования, включающего рыхлитель и бульдозер, установленного на оконечностях шасси. Масса прототипа и ее распределение выбраны усреднено из условия обеспечения удовлетворительной производительности при осуществлении основных операций, выполняемых автогрейдером резание грунта с перемещением, отличающегося зависимым от скорости большим сопротивлением резанию, и перемещения грунта (планирования) с практически независимым от скорости малым сопротивлением.

Прототип имеет низкую производительность и энергетическую эффективность, поскольку при резании грунта двигатель недогружен ввиду недостаточности массы, а при перемещении грунта присутствует не обусловленное необходимостью большое сопротивление движению ввиду избыточности массы.

Цель изобретения "Автогрейдер с переменной массой" повышение энергетической эффективности, расширение технологических возможностей автогрейдера, повышение надежности.

Сущность изобретения заключается в том, что:
самоходное шасси с грейдерным отвалом (базовая машина) выполнено с минимальной массой и ее распределением, обеспечивающими реализацию операций перемещения грунта на повышенных рабочих скоростях, допускаемых технологией;
рыхлитель и бульдозер выполнены массой и ее распределением, обеспечивающими реализацию операций резания грунта всем используемым на автогрейдере для этих целей рабочим и дополнительным оборудованием;
рыхлитель и бульдозер выполнены с массой, сосредоточенной на минимальном конструктивно возможном расстоянии от режущих частей оборудования.

Самоходное шасси с грейдерным отвалом, выполненное с минимальной массой, определяемой необходимой силой тяги по сцеплению для перемещения грунта, с возможным ограничением уровнем развития техники, имеет минимальное сопротивление движению при выполнении операций планирования в сравнении с прототипом и аналогами.

Дозагрузка самоходного шасси с грейдерным отвалом съемным балластом и применение в качестве балласта съемного дополнительного оборудования, установленного на оконечностях шасси, обеспечивает реализацию по сцеплению максимальной тяги двигателя при наиболее экономичном режиме номинальной мощности при резании, рыхлении, перемещении грунта рабочим и дополнительным оборудованием. Относительно прототипа автогрейдер обладает большей производительностью и экономичностью.

Применение в качестве балласта съемного дополнительного оборудования упрощает конструкцию, расширяя функции дополнительного оборудования. Размещение дополнительной массы на оконечностях автогрейдера, значительно увеличивает момент инерции масс относительно вертикальной оси, что уменьшает влияние переменных составляющих внешних сил на устойчивость хода. Низкое положение дополнительного оборудования большой массы снижает высоту центра масс всего автогрейдера, повышая его устойчивость при работе на косогоре, расширяет технологические возможности его использования.

Выполнение рыхлителя и бульдозера с массой, сосредоточенной возможно близко к режущим частям оборудования, сглаживает действие переменных составляющих сил сопротивления грунта при работе рыхлителем и бульдозером на несущие конструкции, трансмиссию и двигатель самоходного шасси, что повышает долговечность автогрейдера и экономичность работы двигателя.

В целом предлагаемый "Автогрейдер с переменной массой" обладает существенными новыми свойствами. Он обладает более высокой производительностью, энергетической эффективностью (экономичностью), долговечностью, расширенными технологическими возможностями в сравнении с известными аналогами и прототипом.

На фиг. 1 показан автогрейдер с рыхлителем и бульдозером; на фиг. 2 показан рыхлитель; на фиг. 3 показан бульдозер; на фиг.4 показан автогрейдер без дополнительного оборудования.

Автогрейдер (фиг.1) состоит из самоходного шасси 1 с грейдерным отвалом 2 и шарнирно соединенных с шасси 1 рыхлителя 3 и бульдозера 4.

Рыхлитель 3 (фиг.1) состоит из двух продольных балок 5 (фиг. 2), соединенных поперечной балкой 6, к которой через проушину 7 осью 8 присоединен шток гидроцилиндра 9. На концы балок 5 одет поперечный брус 10 с зубьями 11. Брус 10 на продольной балке 5 фиксируется буртом 12 и пальцем 13. Брус 10 выполнен массивным и выполняет функции балласта.

Бульдозер 4 (фиг. 1) состоит из бульдозерного отвала 14 (фиг. 3), соединенного через оси 15 стержнем 16 параллелограмной подвески и гидроцилиндром 17 с шасси 1. Бульдозерный отвал 14 выполнен массивным, с максимальным приближением центра масс к режущей кромке 18 и выполняет функции балласта.

Гидроцилиндры 9 (фиг. 2) и 17 (фиг. 3) оборудованы гидрозамками.

Для выполнения операций планирования с автогрейдера снимается бульдозер 4 (фиг. 1) и поперечный брус 10 (фиг. 2) рыхлителя. Для снятия бульдозера вынимаются оси 15 (фиг. 3), соединяющие стержни 16 с шасси 1 и гидроцилиндр 17 с бульдозерным отвалом 14. Для снятия поперечного бруса 10 (фиг. 2) извлекаются пальцы 13 из балок 5. Автогрейдер для выполнения операций планирования показан на фиг. 4.

Все рабочие операции выполняются автогрейдером традиционным способом.

Литература
1. 140G MOTOR GRADER. Caterpillar, printing in U.S.A. 1993.

2. Автогрейдер ДЗ-122Б и его модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ДЗ-122Б.00.00.000 ТО. М. НПО "Автогрейд", Орловский завод дорожных машин, 1990.

3. Автогрейдеры ДЗ-143, ДЗ-143А и их модификации. Техническое описание и инструкции по эксплуатации 225.00.00.000 ТО. Брянск: НПО "Автогрейд", Брянский завод дорожных машин, 1990.

Использование: самоходные землеройные машины. Сущность изобретения: автогрейдер включает самоходное шасси с грейдерным отвалом, съемное дополнительное оборудование в виде рыхлителя и бульдозера, установленное на оконечных шасси. Самоходное шасси снабжено съемным балластом, смонтированным на оконечностях шасси, и выполнено массой и ее распределением обеспечивающим перемещение грунта. Съемный балласт имеет массу и ее распределение, которое обеспечивает резание грейдером грунта. Балласт может размещаться на съемном дополнительном оборудовании. Масса рыхлителя и бульдозера может располагаться на минимальном расстоянии от режущих частей оборудования. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Автогрейдер, включающий самоходное шасси с грейдерным отвалом, съемное дополнительное оборудование, включающее рыхлитель и бульдозер, устанавливаемое на оконечностях шасси, отличающийся тем, что самоходное шасси с грейдерным отвалом выполнено массой и ее распределением, обеспечивающим перемещение грунта, снабжено съемным балластом, устанавливаемым на оконечности шасси, массой и ее распределением, обеспечивающими резание автогрейдером грунта. 2. Автогрейдер по п.1, отличающийся тем, что балласт размещен на съемном дополнительном оборудовании, преимущественно рыхлителе и бульдозере. 3. Автогрейдер по п. 1 или 2, отличающийся тем, что масса рыхлителя и бульдозера сосредоточена на минимальном расстоянии от режущих частей оборудования.