Автоматизация автогрейдеров

Автогрейдеры выполняют значительный объем планировочных и отделочных работ при устройстве, в основном, земляного полотна с требуемыми продольным и поперечным профилями. На этих машинах устанавливают различные комплекты аппаратуры системы «Профиль».

Система автоматики «Профиль-10» предназначена для автоматического управления положением отвала автогрейдера только в поперечной плоскости машины. Комплект этой аппаратуры состоит из пульта управления, датчика углового положения ДКБ, сравнивающего и усиливающего устройства и реверсивного гидрораспределителя с электроуправлением.

Для дистанционного и автоматического управления отвалом, автоматической стабилизации углового положения отвала в поперечной плоскости и управления им по высоте используют систему «Профиль-20». В состав комплекта аппаратуры входит то же самое оборудование, что и в аппаратуре предыдущего поколения «Профиль-10», с добавлением датчика высотного положения ДЩБ, установленного на специальном кронштейне с правой стороны грейдерного отвала по ходу автогрейдера. Работа этой системы ведется с использованием жестких направляющих.

При стабилизации положения отвала 1 в поперечной плоскости (рис.205) применяют маятниковый датчик 2, установленный на тяговой раме. Стабилизация высотного положения отвала в профильной плоскости и движения автогрейдера по курсу осуществляется при совместном действии щуповых датчиков соответственно 5 и 4, установленных на отвале и на выносной штанге, и копирного троса 6. Одновременно в сочетании с датчиком 4 работает датчик угла поворота 3, который контролирует положение колес автогрейдера. При этом в первом случае положение установки копирного троса должно соответствовать

Рис.205. Автогрейдер с системой «Профиль-20»

заданному профилю, а управляемым параметром во втором случае является расстояние S от оси машины до копирного троса. Сигналы датчиков поступают в блок управления, где преобразуются в управляющие и отрабатываются соответствующими гидроцилиндрами и гидросистемами автогрейдера. При этом переход рулевого управления с автоматического на ручное производится отключением питания системы автоматики и выключением муфты сцепления редуктора.

В настоящее время на автогрейдерах устанавливаются автоматические системы управления типа «Профиль-30», одна из которых оснащена датчиками углового положения и продольного профиля, а другая — датчиком углового положения и лазерной установки.

Благодаря использованию систем автоматического управления работой автогрейдера существенно увеличивается производительность машины и повышается качество планируемых поверхностей.

АВТОМАТИЗАЦИЯ СКРЕПЕРОВ

Скреперы нашли широкое применение на послойной разработке грунта и точной планировке под заданные отметки крупных строительных площадок и дорог. Для этого прицепные гидроуправляемые скреперы оборудованы автоматической аппаратурой, обеспечивающей автоматическое управление положением ковша по высоте, перемещением задней стенки и выглублением ковша при перегрузке для предотвращения отключения силовой установки. Использование автоматизированных скреперов позволяет повысить: производительность труда за счет сокращения числа проходов; качество выполняемых работ; улучшить условия работы машиниста.

Для точной планировки под заданные отметки и получения различных уклонов земляной поверхности используют аппаратуру «Копир-Стабилоплан-10Л» (рис.206) с лазерным устройством. В состав аппаратуры входят электрогидрораспределитель 1, пульт с блоком управления 2, механизм перемещения 3 с ФПУ,

Рис.206. Скрепер с системой «Копир-Стабилоплан-10Л» с лазерным устройством

датчики управления КВД задней стенкой ковша 4 и углового положения ДКБ рамы скрепера 5. В этой системе автоматическая стабилизация положения ножа скрепера может осуществляться с помощью датчика углового положения ДКБ или автономной системой управления, или копирной по лучу лазера. Этот датчик устанавливается на буфере ковша скрепера и предназначен для преобразования перемещения своего корпуса относительно вертикали в электрический сигнал, передаваемый после усиления и замера рассогласования на исполнительный механизм.

Пульт с блоком управления и защиты от перегрузок расположен в кабине машиниста. При этом переход с автономного управления на копирный производится простым переключателем, установленным в блоке управления.

В копирном режиме управления система обеспечивает стабилизацию ножа скрепера по высоте. Работа этой системы аналогична ранее рассмотренным и осуществляется с помощью ФПУ, установленного в передней части ковша скрепера и контролирующего положение режущей кромки ковша относительно лазерной направляющей 6.

Защита двигателя от перегрузки обеспечивается чувствительным элементом, которым является датчик частоты вращения вала двигателя — тахогенератор ТГ. Его сигналы после сравнения и усиления передаются на исполнительные механизмы, изменяющие в ту или другую сторону заглубление рабочего органа скрепера.

При движении скрепера под уклон и на выемках подсыпка грунта производится автоматически путем принудительного его выталкивания задней стенкой скрепера. Это осуществляется с помощью датчиков управления задней стенкой КВД (установленных на ковше скрепера и представляющих собой бесконтактные выключатели), сравнивающего устройства, усилителя, исполнительного механизма (гидроцилиндра перемещения задней стенки). Автоматическую остановку задней стенки скрепера при достижении последней крайних положений обеспечивают конечные выключатели типа ВК-200, установленные на направляющей ковша скрепера.

Автоматическое выдвижение задней стенки ковша происходит в процессе движения скрепера при положении режущей кромки выше уровня передних колес, а ее возвращение в исходное положение — при опускании ножа. Это контролируется датчиками выдвижения и возврата стенки, установленными на раме скрепера. При подъеме ковша на 3...5 см выше уровня передних колес срабатывает один из датчиков и стенка выдвигается и выталкивает грунт, а при резании стружки грунта толщиной более 1 см другой датчик направляет заднюю стенку в противоположную сторону, освобождая место для набора грунта. Требуемая глубина резания устанавливается дистанционно из кабины машиниста задатчиком, а контролируется датчиками ДКБ, ФПУ, ТГ и КВД и управляется электромагнитами гидрозолотников, воздействующими на гидроцилиндры ковша скрепера.

Аппаратура «Стабилоплан-10» предназначена только для автоматического управления положением ковша по высоте и состоит из датчика углового положения ДКБ, пульта и блока управления и гидрораспределителя. Такая система обеспечивает точную планировку поверхности в автономном автоматическом режиме.

Стабилизация тягового усилия землеройно-транспортных машин также может осуществляться автоматически. Схема стабилизации на примере прицепного скрепера приведена на рис.207. Она включает в себя датчик тягового усилия I, регулятор // и привод управления III. Объектом регулировки является рабочий орган машины - ковш. Его положение определяет значение независимого параметра регулирования - толщины срезаемой стружки грунта. Именно от этого параметра зависит величина нагрузки. Стабилизация тягового усилия осуществляется следующим образом. При работе скрепера тяговое усилие посредством гидравлического динамометра 1 преобразуется в перемещение штока мерного гидроцилиндра 2, который через зубчато-реечную передачу 3 вращает вал переключателя 4. Если сопротивление грунта соответствует тяговому усилию скрепера, переключатель расположен в нейтральном положении так, как показано на схеме. При увеличении или снижении нагрузки на режущий орган ковша

Рис.207. Схема стабилизации тягового усилия скрепера

переключатель замыкает один из неподвижных контактов 5, в результате чего срабатывает одно из двух реле 9, воздействующее на соответствующий электромагнит 6. Электромагнит, в свою очередь, перемещает золотник гидрораспределителя 7 вверх или вниз и, включая гидроцилиндр 8, поднимает (выглубляет) или опускает (заглубляет) ковш.

В приводе механизма передвижения самоходных скреперов устанавливается гидромеханическая передача, позволяющая автоматически изменять скорость машины в зависимости от сопротивления движению.

В самоходных скреперах используется и восьмискоростная полуавтоматическая коробка с сервопереключением передач. Для создания высокого тягового усилия на колесах при загрузке и выгрузке ковша первые две передачи и задний ход работают с применением гидротрансформатора. Передачи 3...8 работают напрямую и предназначены для эффективного использования скорости при перемещениях по дорогам. Во время цикличной работы машинист выбирает наивысшую в зависимости от дороги передачу, а трансмиссия автоматически переводит ее на 2-ю при загрузке и выгрузке и вновь возвращает к назначенной скорости при перевозке.