Грейдеры с механическим управлением. В дорожном строительстве преимущественное распространение имеют тяжелые грейдеры. Наиболее широко применяется грейдер ДЗ-1. Основная рама грейдера (рис. 5.1) является несущей частью, на которой укреплены тяговая рама, рабочее оборудование, механизм управления, площадка для машиниста грейдера и др. Передняя часть тяговой рамы при помощи шкворня связана с основной рамой, а задняя ее часть посредством двух телескопических тяг подвешена к кривошипам механизма управления. К тяговой раме грейдера прикреплен поворотный круг, к кронштейнам которо­го присоединены отвал с ножом.

В процессе работы грейдера основная его рама воспринимает на себя всю силу тяги трактора. Эта рама соединяется с передней осью в одной точке посредством шарового шарнира, чем достигается возможность по­ворота передней оси относительно вертикальной и горизонтальной осей основной рамы. Шаровая пята крепится к основной раме, а шаровой кронштейн к передней оси. На заднюю ось основная рама опирается так, что имеет возможность перемещаться в обе стороны от продольной оси посредством предусмотренного механизма выноса.

Таблица 5.1

Механизм выноса грейдера состоит из червячной пары, размещенной на основной раме, и зубчатой рейки, укрепленной на балке задней оси. Привод механизма выноса обеспечивается посредством вращения руко­ятки, насаженной на вал червяка червячной пары. Червячная шестерня жестко укреплена на одном валу с цилиндрической шестерней, находя­щейся в зацеплении с зубчатой рейкой. При повороте рукояти цилиндрическая шестерня перемещает рейку, передвигая в ту же сторону и основ­ную раму грейдера.

Рис. 5.1. Прицепной тяжелый грейдер ДЗ-1:
1 — стойка для крепления механизма наклона задних колес; 2 и 6 — карданные валы; 3 — штурвал подъема отвала; 4 — цепи амортизатора; 5 — распределительная коробка управления; 7— кривошипы; 8 — основная рама; 9 — тяга; 10— короб­ка рулевого механизма; 11 — дышло; 12 — тяговая рама; 13 — поворотный круг; 14 — отвал; 15 — гребенка; 16 — кронштейн поворотного круга; 17 — телескопиче­ские тяги механизма подъема тяговой рамы; 18 — штурвал выноса ножа

Рабочее оборудование грейдера (рис. 5.2) состоит из тяговой рамы, поворотного круга и отвала с ножом. Отвал шарнирно прикреплен к кронштейнам поворотного круга. Такое крепление обеспечивает воз можность устанавливать отвал под различными углами резания. Для установки отвала в различных положениях имеется устройство, позво ляющее после установки отвала в требуемое положение фиксировать егс посредством зубьев и упоров. В конструкциях всех типов прицепных грейдеров предусмотрена возможность перестановки отвала в обе сторо ны от оси симметрии поворотного круга. Для этой цели с тыльной сторо­ны отвалов предусмотрены проушины или другие устройства. В частно­сти, у тяжелых грейдеров типа ДЗ-1 для этой цели предусмотрен специ­альный валик, а на концах кронштейнов поворотного круга — передвиж ные проушины, обеспечивающие перемещение валика, соответственно и отвала. После установки отвала в требуемом положении кронштейны поворотного круга закрепляют на валу отвала болтами.

Рис. 5.2. Рабочее оборудование грейде­ра (легкого типа):
1 – штурвал; 2 — карданный вал; 3 — цилиндрические шестерни; 4 — телеско­пический карданный вал; 5 — тяга за­щелки; 6 – коробка конических шесте­рен; 7 — зубчатый конец поворотного круга; 8 — ось поворотного круга; 9 — тяговая рама; 10 — поворотный круг; II — зубчатая планка; 12 — верхняя проушина; 13 — нижние проушины: 14 — палец крепления

Поворотный круг у грейде­ров, как правило, выполняется из уголкового проката, оформлен­ного в виде дуги, концы которой скреплены между собой попере­чиной. Кронштейны отвала явля­ются продолжением поворотного круга и, как правило, привари­ваются к нему. На поперечине укреплена плита с отверстиями для шкворня, на котором вра­щается поворотный круг. Внутри поворотного круга имеется зубчатый венец, который входит в зацепление с цилиндрической шестерней меха­низма поворота отвала в горизонтальной плоскости. В угольнике пово­ротного круга высверлены отверстия для фиксации круга в установлен­ном положении. Положение поворотного круга фиксируется специаль­ной защелкой, посредством управляемой тяги. Тяговая рама соединена с поворотным кругом при помощи шкворня, проходящего через отвер­стия, имеющиеся в опорных плитах. При этом поворотный круг, опира­ясь на кронштейн тяговой рамы, перемещается в нем. Поворотный круг имеет зубчатый венец, соединенйый с передаточной шестерней механиз­ма управления, привод которых обеспечивает изменение угла захвата отвала до 35° в каждую сторону. Отвал грейдера имеет изогнутую фор­му. В нижней части отвал оборудован ножом.

Механизм подъема и опускания рабочего органа (рис. 5.3) пред­назначен для установки ножа отвала на заданную глубину резания, кото­рая для грейдеров колеблется в пределах 300—340 мм. Для подъема и опускания отвала тяжелых грейдеров предусмотрены два симметрично расположенных механизма с приводом от штурвалов. При поворачи­вании штурвалов червяки вращают червячные колеса, а вместе с ни­ми через улитки вращают валы с кривошипами. Посредством этих кривошипов можно перемещать тяги, которые шарнирно связаны с поперечной балкой поворотного круга, на нижних консолях которо­го укреплен отвал. От направления вращения штурвалов зависит подъем или опускание поворотного круга и прикрепленного к нему от­вала. При вращении одного из штурвалов, правого или левого, соответ­ственно поднимается или опускается одна из сторон отвала. При одно­временном вращении обоих штурвалов в противоположные направления одна сторона отвала поднимается, а другая опускается, вызывая его бо­ковой наклон.

Рис. 5.3. Механизм подъема и опускания рабочего органа тяже­лых грейдеров

Предусмотренные в механизме огибающие блоки и пружины предназначены для изменения направления передачи и амортизации си­стемы.

Рис. 5.4. Механизм изменения угла захвата отвала грейдеров в горизонтальной плоскости

Угол резания отвала изменяется гребенками 10, при помощи кото­рых отвал соединяется с поворотным кругом. Для установки угла ре­зания ослабляют болты гребенок, поворачивают отвал на требуемый угол и затягивают болты.

Механизм изменения угла захвата предназначен для изменения по­ложения отвала в горизонтальной плоскости (рис. 5.4). Угол захвата изменяется вращением поворотного круга, на внутренней стороне ко­торого имеется зубчатый сектор. Зубчатый сектор, находящийся в за­цеплении с цилиндрической шестерней, приводится во вращение коническими шестернями. Привод конических шестерен обеспечи­вается путем вращения рукоятки штурвала и механизма передачи, со­стоящего из малых цилиндрических шестерен телескопического карданного вала. Перед изменением положения поворотного круга не­обходимо рукояткой тяги защелки разъединить его с тяговой рамой. Защелка включается под воздействием пружины.

Механизм выноса отвааа в сторону (рис. 5.5) предназначен для уста­новки отвала при срезании и планировке откосов. По одинаковой схеме выполнены механизмы выноса отвала тяжелых и легких грейдеров ДЗ-1 и ДЗ-6.

Посредством штурвала, вала и червяка приводится во враще­ние червячное колесо, с которым на одном валу закреплена цилиндри­ческая шестерня. Эта шестерня находится в постоянном зацеплении с зубчатой рейкой. К основной раме грейдера приварена направляющая балка, по которой перемещается зубчатая рейка, соединенная тягой с основной рамой. Каждый грейдер снабжается двумя такими тяга­ми — короткой и длинной; короткая тяга применяется при установке отвала для срезания откосов, а длинная — при всех других видах работ.

Рис. 5.5. Механизм выноса отвала грей­дера в сторону

Отвал выносится в сторону вращением штурвала от руки, переда­ваемым червячной паре. Поворот червячного колеса приводит в движе­ние зубчатую рейку, которая, передвигаясь вдоль направляющей балки, перемещает тяговую раму с поворотным кругом и отвал с ножом. Макси­мальный вынос ножа в сторону у современных грейдеров достигает 535 и 545 мм.

При срезании и планировке откосов нож устанавливается при помо­щи механизма выноса отвала в сторону и механизма подъема и опуска­ния ножа. Для этой цели отвал переставляют на кронштейнах поворот­ного круга в одно из крайних положений в зависимости от того, с какой стороны по ходу грейдера должны срезаться косогоры. После этого от­вал опускают на грунт и регулируют длину телескопических тяг: тягу со стороны срезки укорачивают до отказа, а с противоположной сторо­ны раздвигают до предела. Затем поворотом штурвалов отвал подни­мают над грунтом, после чего один конец его со стороны срезки косого­ра поднимают на требуемую высоту, а другой конец опускают.

Вращением штурвала механизма выноса отвал выносят в сторону, длинную тягу механизма заменяют короткой. Вынос отвала продолжа­ют до тех пор, пока он не будет вынесен за раму под требуемым углом к горизонту. Отвал при этом выносится настолько, чтобы нижний конец ножа был на одной линии с задним колесом грейдера. Верхний конец вынесенного в сторону отвала посредством цепи или каната прикреп­ляется к раме машины.

Механизм наклона задних колес (рис. 5.6) предназначен для обеспе­чения устойчивости грейдера при работе на откосах и косогорах. Колеса грейдера могут быть установлены с наклоном в одну или в другую сто­рону под углом до 36°. Наклон колес обеспечивается шарнирным меха­низмом (шарнирным параллелограммом), управление которым выне­сено на рабочую площадку машиниста. Механизм наклона задних колес состоит из рукояти, закрепленной на валике малой конической шестер­ни, находящейся в постоянном зацеплении с большой конической ше­стерней. Обе шестерни размещены в коробке, которая закреплена на кронштейне. На балке оси задних колес укреплена коробка чер­вячной передачи, в которой размещены червяк и червячная шестерня. Вал червяка соединен с валом большой конической шестерни кардан­ным телескопическим валом.

Червячное колесо жестко закреплено на общем валу с цилиндрической шестерней, находящейся в зацепле­нии с зубчатым сектором, укрепленным на угольнике 10 шарнирного параллелограмма. Вращая рукоять привода в одну или в другую сто­рону, угольник шарнирного параллелограмма отходит от нейтрального положения, из-за чего кривошипы, на консолях которых враща­ются колеса, наклоняются вместе с последними в требуемую сторону.

Механизмы наклона передних колес у тяжелых грейдеров немно­гим отличаются от механизма наклона задних. Угол наклона передних колес может достигать 20° в каждую сторону. Легкие грейдеры устрой­ства для наклона передних колес не имеют.

Рис. 5.6. Механизм наклона задних колес у прицепных грейдеров

Ходовая часть прицепных грейдеров состоит из переднего и заднего мостов с колесами и дышла. Установленная на балке переднего моста шаровая пята обеспечивает ему возможность наклона: в продольной плоскости – до 10° в каждую сторону, в поперечной — до 40° также в обе стороны. Это дает возможность грейдеру двигаться за базовым трак­тором по неровностям пути без перекосов основной рамы. Грейдеры комплектуются двумя видами колес: металлическими с плоскими ши­нами или пневматическими. Передний мост соединяется с дышлом, а дышло — с базовым трактором. Задний мост грейдера по принципиаль­ной схеме напоминает передний мост, но без дышла и шаровой пяты, так как нет необходимости иметь балансирные подвески.

Дополнительное рабочее оборудование грейдеров предназначается для увеличения производительности этих машин и увеличения вида вы­полняемых работ. К такому оборудованию относятся удлинитель, откос­ник, планировщик и др.

Удлинитель служит для увеличения ширины захвата при выполнении планировочных работ; устанавливается, как правило, со стороны левого конца основного отвала. К отвалу удлинитель крепится болтами с потай­ной головкой, а к основной раме грейдера — цепной или канатной рас­тяжкой.

Откосник предназначен для нарезки канав, планировки наружных откосов и дна канав, а также откосов неглубоких выемок. Крепится от­косник к отвалу грейдера шарнирно посредством специального, болта и соединяется с поворотным кругом телескопической тягой и с основной рамой — цепью переменной длины.

Планировщик предназначен для планировки откосов при движении грейдера по бровке земляного полотна. Крепится планировщик к право­му концу отвала и может опускаться до 45° к горизонтальной плоско­сти. Грунт при разравнивании перемещается только вниз.

Грейдеры с гидравлическим управлением. Особенностью прицепных грейдеров с гидравлическим управлением является наличие гидросисте­мы и рычагов управления вместо штурвальной системы. Управление этими, грейдерами осуществляется рычагами гидрораспределителя с семью секциями, расположенными в кабине перед машинистом. Каж­дая секция гидрораспределителя имеет три положения — “верхнее”, “нижнее” и “заперто” (нейтральное). Посредством рычагов от, каждой из секций гидрораспределителя машинист направляет рабочую жидкость в соответствующие полости гидроцилиндров.

Гидравлическая система грейдера ДЗ-58 (рис. 5.7) предусматривает выполнение следующих операций: подъем и опускание отвала; поворот отвала; вынос основной рамы; вынос тяговой рамы; наклон передних колес; наклон задних колес.

Гидроагрегат, установленный на базисном тракторе, состоит из: бака для рабочей жидкости, пластинчатого фильтра, крана, шестеренча­того насоса, переливных золотников с предохранительным клапаном, распределителя, рабочих гидроцилиндров; подъема и опускания отвала, поворота отвала 8, выноса тяговой рамы; наклона пе­редних колес, выноса основной рамы, наклона задних колес.

Рис. 5.7- Схема гидравлической системы прицепного тяжелого грейдера ДЗ-58

В связи с тем что обороты вала механизма отбора мощности тракто­ра не соответствуют оборотам шестеренчатого насоса гидросистемы, в си­стему введен ускоряющий редуктор, представляющий собой одноступен­чатую зубчатую пару. Ведущий вал редуктора соединен с валом отбора мощности через промежуточную шлицевую муфту К ведомому валу посредством шлицевого соединения присоединяют вал шестеренчатого насоса гидроагрегата. Для отключения насоса при работающем двигате­ле трактора шестерни ведомого вала выводят из зацепления с шестерней ведущего вала. Насос агрегата включается при неработающем двигателе.

От перегрузки гидросистему предохраняет клапан с переливным золотником. Клапан отрегулирован на давление 9,0-10,0 МПа. В случае превышения давления рабочая жидкость сливается в бак. На сливной магистрали установлен пластинчатый фильтр, предназначенный для очи­стки рабочей жидкости, а на линии всасывания — муфтовый кран, пред­отвращающий вытекание рабочей жидкости из бака при снятом насосе. Рабочие гидроцилиндры двойного действия обеспечивают подъем и пово­рот отвала грейдера, вынос его тяговой и основной рам, наклон колес — операции, отличающиеся друг от друга только величиной ходов поршней и креплением корпусов цилиндров и штоков.

При работе шестеренчатого насоса гидроагрегата, установленного на базисном тракторе, рабочая жидкость по трубопроводам нагнетается в распределитель, размещенный на грейдере. Нейтральное (“заперто”) по­ложение рычагов распределителя соответствует сливу рабочей жидкости в бак. При включении рычага в рабочее положение рабочая жидкость направляется в соответствующую полость того или другого цилиндра, подключенного к данной секции распределителя, а из другой полости — в бак.

Давление в гидросистеме поддерживается предохранительным кла­паном, встроенным в распределитель. В случае превышения давления рабочая жидкость сливается в бак, тем самым разгружается гидросисте­ма. Если почему-либо отсоединяется разрывная муфта, то срабатывает предохранительный клапан с переливным золотником, установленным на гидроагрегате. В этом случае рабочая жидкость направляется на слив в бак, предохраняя от перегрузки всю систему, расположенную до раз­рывной муфты.

Поворотный круг грейдера ДЗ-58 с гидроприводом в требуемом для работы положении фиксируется защелкой (рис. 5.8), управляемой пе­далью и связанной с тормозным цилиндром. При подаче рабочей жид­кости из тормозного цилиндра в рабочую полость цилиндра (одностороннего действия) поворотный круг освобождается и может повора­чиваться. Возврат запирающей защелки в прежнее положение обеспечи­вается пружиной тормозного цилиндра.