Машина для всего на свете (Часть 1)
Современные технологии в конструкции автогрейдеров
Как выразился один из специалистов-строителей: «Мы используем автогрейдеры для всего, что есть на свете: для строительства огромных супермаркетов, прокладки технологических дорог на производствах и в карьерах, дорог в сельской местности – всюду можно обойтись без гусеничных бульдозеров, все необходимые работы на подобных строительных объектах выполнит автогрейдер. Зимой на автогрейдер можно поставить снегоуборочный отвал и чистить дороги».
Так, у легкого двухосного автогрейдера ДЗ-100 (колесная формула 1х1х2) производства ЗАО «Дормаш» (г. Орел) кроме переднего бульдозерного отвала сменное навесное оборудование представлено дорожной подметальной щеткой и роторным снегоочистителем.
В производственную линейку «Дормаш» (бренд DM) входят также средний автогрейдер ДЗ-122 (класс 140), полутяжелый ДЗ-122 (класс 180) и тяжелый ДЗ-298 (класс 250, масса 24 т). Машины оснащаются комфортной одноместной тепло- и звукоизолированной цельнометаллической кабиной с защитой ROPS/FOPS, отопителем (Германия). По заказу может комплектоваться кондиционером, сиденьем (Германия) и рулевой колонкой (Италия). Боковые проемы имеют максимальное остекление для улучшения обзора. Возможна установка двигателей Д-260, ЯМЗ или Deutz. Трансмиссия механическая ПЗМЗ либо гидромеханическая ZF и Dana, с переключением передач под нагрузкой. Привод переднего моста гидростатический Poclain или Bosch Rexroth. Тележка задних мостов NAF с самоблокирующимся дифференциалом. Рама шарнирно-сочлененная. Поворотный круг изготовлен из цельной поковки. Зубчатый венец сменного типа с зацеплением по внутреннему диаметру. Специалисты отмечают хорошее соотношение цена-качество у автогрейдеров «Дормаш».
Комфортные условия работы в кабине
Для операторов, которые проводят в кабине автогрейдера целые дни при любой погоде, важнее всего, чтобы в кабине было комфортно и машина управлялась легко, были хорошо видны отвал и зона работы. Квалифицированный оператор не захочет работать на автогрейдере с неудобной кабиной старого образца. Поэтому при разработке новых моделей автогрейдеров производители обращают большое внимание на условия работы оператора. Потребители также предпочитают автогрейдеры с комфортными кабинами.
Автогрейдеры SEM оснащаются эргономичной современной герметизированной кабиной с регулируемым по многим направлениям сиденьем, наклоняемой рулевой колонкой с рычагами управления гидросистемой, отопителем и кондиционером. По правую руку оператора удобно расположен переключатель передач. Кабина расположена на тяговой раме. Такая конструкция позволяет оператору всегда держать под контролем положение среднего отвала и передних колес. Высота кабины составляет 1,9 м.
С 2005 г. китайский завод SEM вошел в состав американского концерна Caterpillar. Бренд SEM входит в тройку самых импортируемых в РФ китайских автогрейдеров. В линейке автогрейдеров SEM три модели (масса 15–18,6 т), основные узлы техники имеют конструкцию, аналогичную компонентам Caterpillar, но производятся в Китае. Машины универсальные, способны работать в дорожно-строительной, коммунальной, сельскохозяйственной и др. отраслях. В составе линейки модели с задним и полным приводом.
Передний мост – подключаемый, с гидростатическим приводом. Задний мост оснащен самоблокирующимся дифференциалом ограниченного трения. Двигатели автогрейдеров SEM отличаются трехступенчатой системой очистки впускного воздуха. Система охлаждения машины позволяет работать при температуре воздуха от -40 до +55 °С. Грейдерные отвалы машин SEM запатентованной компанией Caterpillar конструкции имеют уменьшенное сопротивление при внедрении в грунт. Направляющая отвала выполнена из закаленной стали, соединение с поворотным кругом осуществляется через фторопластовые износные пластины. Зубья поворотного круга также являются закаленными. Режущие кромки рабочего органа имеют болтовое крепление к отвалу и легко меняются. Кроме этого в механизм поворота отвала можно установить муфту проскальзывания, которая предотвращает повреждение зубьев поворотного круга и гидромотора при воздействии ударных нагрузок на отвал. Автогрейдеры SEM оснащаются автоматическими системами нивелирования.
Заметим, что некоторые умельцы самостоятельно переделывают неудобные кабины отечественных автогрейдеров старых выпусков, например, в кабине ДЗ-98 переносят блок педалей ближе к рулевой колонке, рычаги – ближе к лобовому стеклу, для улучшения обзора обрезают решетки на передних крыльях и т. д.
Органы управления современных автогрейдеров
У современных автогрейдеров чаще всего встречается управление с помощью джойстиков. По сравнению с обычными рычагами управления два электрогидравлических джойстика уменьшают количество движений руки оператора почти на 80%. Также применяются расположенные на подлокотниках сиденья управляемые пальцами электронные рычаги. Такие органы управления удобнее обычных рычагов: оператор может сидеть откинувшись на спинку сиденья и меньше утомляться. Традиционные – рулевое колесо с рычагами-«оленьими рогами» – также до сих пор встречаются на автогрейдерах. Большинство операторов-профессионалов с большим опытом учились на автогрейдерах с управлением именно такого типа. Некоторые модели автогрейдеров предлагаются с несколькими типами органов управления на выбор.
Оператор, не отрывая рук от джойстиков, может контролировать все функции управления одновременно. Многие производители встраивают в джойстики своих автогрейдеров дополнительные функции (например, управление автоматической системой нивелирования), которые повышают безопасность, производительность и качество работы оператора, их легко освоить и использовать.
Заметим, что и на машинах с рулевым колесом и рычагами могут быть внедрены многие современные электронные автоматизированные функции.
Важно подобрать управление такого типа, которое предпочитает оператор, на такой машине производительность у него будет выше, планировку он закончит быстрее и с меньшим количеством проходов. Специалисты отмечают, что у потребителей наиболее популярны джойстики и электронные рычаги, переключаемые «кончиками пальцев».
Трансмиссии современных автогрейдеров
За последние 15–25 лет в конструкции автогрейдеров произошли впечатляющие изменения. Благодаря усовершенствованию систем управления и гидрораспределителей с пропорциональным управлением автогрейдеры стали работать более плавно, быстро, точно, а управлять ими стало проще.
Одним из преимуществ и факторов, обусловливающих широкое использование автогрейдеров в дорожном строительстве и коммунальных работах, является их способность, в отличие от гусеничной землеройной техники, ездить по дорогам общего пользования. Современные автогрейдеры оснащаются трансмиссиями, обеспечивающими машинам универсальные возможности – двигаться с очень низкой (и даже «ползучей») скоростью – для выполнения планировки, и с достаточно высокой скоростью – для транспортного движения и зимней очистки дорог от снега.
Трансмиссия с автоматической блокировкой дифференциала и автоматическим переключением передач переключается без разрыва потока мощности, когда это необходимо, на самую высокую из возможных при данной нагрузке передач или включает блокировку дифференциала, чтобы повысить силу тяги. Автоматическое переключение передач и блокировки дифференциала исключает влияние человеческого фактора и позволяет избежать повреждения ряда важных узлов и агрегатов машины.
Гидромеханическая трансмиссия. Существенные преимущества дает наличие в составе гидромеханической трансмиссии гидротрансформатора: он позволяет увеличить крутящий момент и тем самым тяговое усилие на колесах машины. В трансмиссиях с гидротрансформатором передачи переключаются плавно, так как гидротрансформатор действует подобно амортизатору, устраняет толчки и рывки, которые обычно чувствуются при переключении механической трансмиссии.
Способность гидротрансформатора «проскальзывать» упрощает управление, так как практически исключает необходимость использовать «педаль медленного хода» (inching pedal), которая позволяет уменьшить скорость движения автогрейдера, поддерживая при этом рабочие обороты двигателя и отсоединяя двигатель от трансмиссии при остановке или торможении, действуя подобно сцеплению в машине с механической трансмиссией. Гидротрансформатор обеспечивает возможность автогрейдеру двигаться «ползучим ходом», например, для выполнения точной планировки. В результате увеличивается срок службы деталей рабочих тормозов.
Полноприводные автогрейдеры. Благодаря усовершенствованным системам переключения передач, наличию привода на переднюю ось и автоматической блокировки дифференциала, которая помогает увеличить тяговое усилие, производительность современных автогрейдеров существенно выросла. Полноприводные 3-осные автогрейдеры развивают силу тяги на 30% больше, чем неполноприводные 3-осные. За счет увеличенной силы тяги они лучше режут и снимают грунт, выполняют повороты. Одним словом, это непревзойденные по мощности и производительности машины.
Однако полноприводные автогрейдеры значительно дороже и сложнее в эксплуатации, чем неполноприводные.
Полноприводной, но не столь дорогой моделью является автогрейдер ГС-10-08 (масса 6,8 т) производства «Ирмаш» (г. Брянск).
В 2016 г. «Ирмаш» вошел в состав ООО «НПО «Группа компаний машиностроения и приборостроения» (ООО «НПО «ГКМП»).
Легкий автогрейдер ГС-10-08 производится на базе нескольких моделей тракторов МТЗ «Беларус», на которые монтируется рама грейдера с поворотным кругом с грейдерным и бульдозерным отвалами. Преимущества машины – компактность, маневренность, ремонтопригодность и доступность запчастей. Мощность тракторного двигателя составляет 60–66 кВт. Трансмиссия механическая, колесная формула 1х2х2, с карданным приводом переднего моста, с полным реверсом, обеспечивает минимальную рабочую скорость 1,89 км/ч и максимальную скорость переднего хода 20 км/ч. Дополнительное оборудование: щетка на задней навеске, очищающая от мусора и снега.
Следует отметить, что наибольшее распространение на автогрейдерах получила колесная формула 1х2х3, то есть 3-осная машина с двумя задними ведущими осями и с передней осью, имеющей управляемые колеса.
Завод «Дорожных Машин» (г. Рыбинск) выпускает две модели автогрейдеров: DM-14.0 и DM-14.1 эксплуатационной массой 14,7-15,9 т, которые отличаются комплектацией. У DM-14.0 трансмиссия гидромеханическая ZF WG-180, двигатель Cummins и балансирная тележка мостов Meritor с самоблокирующимся дифференциалом No-Spin, а DM-14.1 комплектуется механической трансмиссией Псковского завода, а также двигателем ЯМЗ, мосты Чебоксарского завода силовых агрегатов с самоблокирующимся дифференциалом. Трансмиссии неполноприводные, колесная формула 1х2х3.
Рама шарнирно-сочлененная. Поворотный круг с внутренним зацеплением зубьев. Цельнометаллическая кабина с комфортабельным сиденьем и эргономичной рулевой колонкой, совмещенной с приборной панелью. Предусмотрен мощный отопитель салона кабины с системой вентиляции.
Однако выбор автогрейдера для конкретных работ зависит от типа грунта, по которому предстоит ездить, характера материала, с которым предстоит работать, и от вида работ на данном строительном объекте. Так, полный привод предпочтителен для формирования склонов, нарезки и планировки, выемки канав и кюветов и при работе на слабом, песчаном или переувлажненном грунте. Для выполнения финишной планировки полезно наличие у автогрейдера ползучей передачи (с отключением задней ведущей тандемной тележки осей) и с ведущей передней осью.
Так, у автогрейдеров серии TG мод. TG200 и TG250 производства завода «Брянский Арсенал» (входит в ООО «ОМГ СДМ») подключаемый гидростатический привод передних колес может включаться в режиме полного привода или как единственный ведущий при финишной планировке.
Серия TG состоит из четырех моделей эксплуатационной массой от 14,9 до 23,9 т. Машины комплектуются двигателями с электронным управлением ЯМЗ серии 530 или Cummins с предпусковым подогревателем. Рама шарнирно-сочлененная. Кабина на гидроопорах, соответствует требованиям FOPS/ ROPS, имеет две двери, есть кондиционер и регулируемое подрессоренное сиденье, оператор может работать сидя или стоя. Органы управления – рычаги и два джойстика: управления АКП и тягой переднего моста.
Трансмиссия ZF гидромеханическая, автоматическая, с режимом ручного переключения и функцией самодиагностики. Тандемная тележка NAF с самоблокирующимся дифференциалом заднего моста. Неповоротный бульдозерный отвал устанавливается в стандартной комплектации на все классы грейдеров.
Также «Брянский Арсенал» выпускает серию автогрейдеров ГС из трех моделей массой от 9,2 до 16,35 т на отечественных компонентах. Кабина с защитой FOPS/ ROPS, с кондиционером. Трансмиссия механическая или гидромеханическая, неполноприводная (1х2х3), задняя балансирная тележка – МТЗ или ЧЗСА. Рама шарнирно-сочлененная, круг неповоротный или полноповоротный с зубьями внешнего зацепления. По заказу устанавливается автоматическая система смазки шарниров рабочих органов и камера заднего вида.
Машины серий TG и ГС оснащаются автоматической системой нивелирования (2D и 3D) Topcon/ Leica с модулем ГЛОНАСС.
Если автогрейдер «прыгает» при движении, специалисты рекомендуют тщательно проверить и выровнять давление во всех колесах и использовать шины качественных марок – низкокачественные шины «дубеют» при стоянке, и пока не разогреются, машина «прыгает» при езде.
Прежде чем покупать, следует уточнить назначение автогрейдера. Например, в одной из организаций приобрели автогрейдер ДЗ-122А производства ЗАО «Дормаш» (г. Орел), но оказалось, что планировку выполнять на нем затруднительно: даже на пониженной первой передаче машина шла очень быстро. После обращения на завод выяснилось, что в данной комплектации (с польской коробкой передач 606 и редуктором заднего моста) машина предназначена для содержания дорог, зимней уборки снега. Для того чтобы использовать этот автогрейдер для планировки, следует поменять шестерни редуктора заднего моста и КП – установить агрегат Псковского завода ПЗМП.
А немецкая компания GP Günter Papenburg AG, выпускающая известные в нашей стране автогрейдеры HBM-NOBAS, предлагает новую мод. BG 110-M (Mining) – низкопрофильную (высота 1,8 м), 2-осную, для работ в шахтах и туннелестроении. Эксплуатационная масса машины – 8,6 т. Двигатель PERKINS мощностью 97 кВт. Трансмиссия гидростатическая полноприводная (4x4), с гидромотором Rexroth и бесступенчатым изменением скорости. Максимальная скорость 33 км/ч. Оси Dana с самоблокирующимся дифференциалом. Гидросистема с регулированием производительности в зависимости от нагрузки. Кабина открытая с защитой FOPS, с удобными рычагами управления. Электрооборудование имеет высокую степень защиты для работы под землей. Рама шарнирно-сочлененная с необслуживаемым шарниром. Поворотный круг с внутренними зубьями, c предохранительной муфтой. Опционально может быть установлен передний отвал или уплотнитель.
В производственной программе HBM-NOBAS автогрейдеры массой от 7 до 23 т, 2- и 3-осные, полно- и неполноприводные. Автоматические дифференциалы повышенного трения. Гидростатический передний привод с блокировкой дифференциала. Рама шарнирно-сочлененная. Поворотный круг с внутренними зубьями. Кабина с защитой ROPS/ FOPS, на гидравлической подвеске. Рулевая колонка регулируемая. Сиденье регулируемое подрессоренное или на пневмоподвеске. Две сдвижные двери. Органы управления – рычаги, опционно – джойстики. По согласованию с заказчиком возможно производство некоторых моделей в РФ.
