CURS 5

8. Autogredere

Autogrederele sunt maşini de săpat şi transportat pe pneuri prevăzute cu o lamă cu o mare mobilitate amplasată în zona de mijloc a maşinii. Lama autogrederului poate avea următoarele mişcari: deplasare pe verticală, înclinare în plan vertical, rotirea lamei cu 360 grade, deplasarea laterală a lamei, deplasarea laterală a întregului echipament.

Autogrederele se utilizează la construcţia drumurilor, săparea rigolelor de scurgere pe marginea drumurilor, repararea şi întreţinerea drumurilor, nivelarea platformelor, curăţarea zăpezii.

Clasificarea autogrederelor

-după schema roţilor: A x B x C,

în care A este numărul de perechi de roţi de direcţie, B - numărul de perechi de roţi motoare, C - numărul total de perechi de roţi (două perechi de roţi sau trei perechi de roţi)

Autogrederele cu toate roţile de direcţie asigură rază de viraj minimă, iar autogrederele cu toate roţile motoare asigură forţă maximă de tracţiune.

-după construcţia şasiului: a) autogredere cu şasiu rigid b) autogredere cu şasiu articulat

-după transmisia mecanismului de deplasare:

a) autogredere cu transmisie hidromecanică;b) autogredere cu transmisie combinată (hidromecanică la roţile din spate şi hidrostatică la

roţile din faţă);c) autogredere cu transmisie hidrostaticăd) autogredere cu transmisie mecanică (foarte rar folosite în prezent)

Construcţia şi funcţionarea autogrederelor

În figura 8.1 se prezintă schema unui autogreder cu trei perechi de roţi. Echipamentul de autogreder se compune din cadrul de tracţiune 5 fixat prin articulaţia sferică 6 la cadrul principal al maşinii, lama 4, mecanismul de rotire a lamei 14, cilindri 10 de manevrare pe verticală a echipamentului, cilindru 11 de deplasare laterală a echipamentului, mecanism de deplasare laterală a lamei 17, dispozitiv pentru modificarea unghiului de săpare 16. Roţile din spate sunt montate pe balansiere 9, iar roţile de direcţie sunt prevăzute cu mecanism de direcţie comandat de la volanul din cabina de comandă. De asemenea roţile de direcţie din faţă sunt prevăzute cu un mecanism specific autogrederelor şi anume mecanismul de înclinare a roţilor în plan vertical, care are schema din figura 8.2. Acest mecanism asigură încărcarea egală a roţilor din faţă chiar pe teren cu înclinare transversală, îmbunătăţeşte stabilitatea maşinii pe direcţie transversală şi reduce rezistenţele la viraj.

Fig.8.1. Schema autogrederului

a) vedere de ansamblu; b) vedere a echipamentului din spatele lamei

1 – grup acţionare cu motor diesel, transmisia mecanismului de deplasare, instalaţie hidraulică; 2 – cabina cu sistemul de comandă; 3 – cadrul principal; 4 – lama; 5 – cadrul de tractiune; 6 – articulaţie sferică; 7 – puntea faţă cu mecanism de direcţie şi mecanism de înclinare a roţilor în plan vertical; 8 – roţi spate; 9 – balansier; 10 – cilindri de manevrare pe verticală a echipamentului; 11 – cilindru pentru deplasarea laterală a echipamentului; 12 – cercul de rotire; 13 – suporţii cercului de rotire; 14 – mecanism de rotire; 15 – console montate pe cercul de rotire; 16 – plăci pentru modificarea unghiului de săpare; 17 – cilindru pentru deplasarea laterală a lamei; 18 – ghidaje montate pe lamă;

Fig.8.2. Autogreder - mecanismul de înclinare a roţilor în plan vertical

În figura 8.3 se prezintă un autogreder cu schema roţilor 1x 2 x 3, care realizează săparea şi deplasarea laterală a pământului săpat.

Fig.8.3. Autogreder - chema roţilor 1x 2 x 3

Prin deplasarea laterală a echipamentului de lucru şi deplasarea laterală a lamei se obţine poziţia de lucru pentru săparea pământului în afara părţii carosabile a drumului (fig. 8.4). Se observă şi deplasarea laterală a roţilor din faţă în raport cu roţile din spate, autogrederul fiind prevăzut cu şasiu articulat.

Autogrederul cu şasiu articulat are trei posibilităţi de deplasare, care sunt indicate în figura 8.5:

a) deplasare normală în linie dreaptă;b) deplasarea în curbă, când şasiul faţă este rotit în raport cu şasiul spate, fiind rotite şi roţile

de direcţie pentru obţinerea razei minime de viraj;c) deplasare în linie dreaptă cu roţile faţă decalate lateral faţă de cele din spate.

Deplasarea în linie dreaptă cu roţile faţă decalate lateral faţă de cele din spate este arǎtată în fig. 8.6.

Fig.8.4. Autogreder - deplasarea laterală a lamei pentru săpare în afara părţii carosabile a drumului

Fig.8.5. Autogreder cu şasiu articulat - trei posibilităţi de deplasare

a) b) c)

Cu ajutorul mecanismului de deplasare laterală a echipamentului se poate obţine şi poziţia lamei pentru lucrările de taluzare la drumuri în debleu cu lama mult înclinată faţă de orizontală (fig 8.7) sau chiar cu lama în poziţie verticală (fig. 8.8).

Pentru realizarea acestor poziţii ale lamei se adoptă următoarele soluţii constructive pentru echipamentul de lucru al autogrederului (fig.8.9):

-articulaţie sferică între cadrul de tracţiune şi cadrul principal;

-articulaţii duble la fixarea celor trei cilindri hidraulici de manevrare a cadrului de tracţiune; aceşti cilindri se sprijină pe un suport rotitor (fig.8.10) sau pe un sistem de bare articulate (fig.8.3);

-articulaţii sferice la tijele cilindrilor hidraulici;

Fig.8.6. Autogreder - Deplasare în linie dreaptă, roţile faţă decalate lateral faţă de cele din spate

Fig.8.7. Poziţia lamei la lucrările de taluzare pt. drumuri în debleu -cu lama mult înclinată faţă de orizontală

Fig.8.8. Poziţia lamei la lucrările de taluzare pt. drumuri în debleu - lama la verticalǎ

-mecanism de deplasare laterală a lamei cu cilindru hidraulic şi cu sistem de ghidare a lamei pe consolele fixate pe cercul de rotire (fig 8.11).

Fig 8.9. Autogreder - articulaţie sferică între cadrul de tracţiune şi cadrul principal

Fig.8.10. Autogreder - articulaţii duble la fixarea celor trei cilindri, cu sprijinire pe un suport rotitor

În figura 8.12 se prezintă cadrul de tracţiune al autogrederului, care susţine, prin intermediul mai multor suporţi, cercul de rotire cu coroana dinţată a mecanismului de rotire, pe care se sudează consolele pe care sprijină lama.

Reglarea unghiului de săpare al lamei se realizează cu un dispozitiv manual cu şurub- piuliţă (fig.8.13) sau cu ajutorul unui cilindru hidraulic (fig.8.9).

Deoarece autogrederul lucrează frecvent pe teren cu înclinare transversală, puntea faţă este prevăzută în afară de mecanismul de direcţie şi cu un mecanism de înclinare a roţilor în plan vertical (fig. 8.14). Acest mecanism asigură încărcarea egală a roţilor din faţă şi pe teren cu înclinare transversală, determină creşterea stabilităţii maşinii pe direcţie transversală şi reducerea rezistentelor la viraj (fig.8.15).

Fig.8.12

Fig.8.11. Autogreder - articulaţii duble la fixarea celor trei cilindri, cu sprijinire pe un sistem de bare articulate

De asemenea puntea faţă a autogrederului este montată articulat la cadrul principal (fig. 8.14, fig.8.15) pentru a se asigura cerinţa ca autogrederul să sprijine pe toate roţile la trecerea peste denivelările terenului. În plus pentru îndeplinirea acestei cerinţe la roţile din spate se adoptă soluţia cu balansiere.

La autogrederele modern - cu toate roţile motoare, roţile din spate sunt acţionate printr-o transmisie hidromecanică cu convertizor hidraulic de cuplu, iar la roţile din faţă se utlizează o acţionare hidrostatică cu motor hidraulic rotativ (fig.8.9).

Fig. 8.13. Mecanism şurub-piuliţǎ pt. reglarea unghiului de înclinare a lamei

Fig.8.14. Autogreder - mecanismul de direcţie şi mecanism de înclinare a roţilor în plan vertical

Fig.8.15. Autogreder - montaj punte faţǎ articulate la cadrul principal+ echip. scarificator

Autogrederele sunt prevăzute şi cu echipamente auxiliare, ca de exemplu echipament de scarificator ( fig. 8.4, fig. 8.15) sau echipament de buldozer (fig. 8.16).

Autogrederul din figura 8.16 este dotat şi cu sistem automat cu laser pentru controlul poziţiei lamei în timpul lucrului.

9. SCREPERE

Definire. Domeniu de utilizare

Screperele sunt maşini de săpat şi transportat pe pneuri, prevăzute cu o cupă montată între puntea faţă şi puntea spate a maşinii. Săparea şi umplerea cupei cu pământ se realizează prin deplasarea maşinii. Distanţa de transport a pământului poate ajunge până la 5 km. Se utilizează la lucrări de terasamente la drumuri, căi ferate, la nivelarea terenurilor, la executarea unor lucrări de îmbunătăţiri funciare.

Clasificarea screperelor

Screperele se pot clasifica după mai multe criterii:

-după modul de deplasare:

-screpere tractate-autoscrepere prevăzute cu mecanism propriu de deplasare

-după modul de umplere a cupei:

Fig. 8.16. Autogreder – dotare echipament de buldozer

-screpere cu oblon ( fără echipament de încărcare a cupei cu pământ), la care umplerea cupei se obţine prin intrarea forţată a brazdei de pământ în cupă -screpere cu elevator de încărcare

-după modul de descărcare a cupei:

-descărcare forţată-descărcare combinată-descarcare prin basculare

-după numărul de punţi motoare:

-autoscrepere cu o punte motoare (puntea faţă);-autoscrepere cu ambele punţi motoare

Principalii parametri ai autoscreperelor sunt:

-masa maşinii – M, şi puterea motorului- P-capacitatea cupei - Q-lăţimea de tăiere - B-forţa maximă de tracţiune - Fm

-domeniul vitezelor de deplasare – Vm…VM

-raza minimă de viraj - Rmin

-dimensiuni de gabarit – H, L, l

Scheme constructive şi funcţionare

În figura 9.1.a se prezintă schema unui autoscreper cu oblon cu descărcare forţată, în figura 9.1.b schema unei cupe cu oblon cu descărcare combinată, iar în figura 9.1.c schema unei cupe cu elevator de încărcare.

Pentru descărcarea cupei se ridică oblonul şi se realizează golirea cupei prin deplasarea peretelui mobil din spatele cupei (descărcare forţată – fig.4) sau prin bascularea peretelui inferior şi a peretelui din spate (descărcare combinată). În timpul descărcării screperul se deplasează pentru a se depune pământul într-un strat cu grosime aproximativ constantă.

Prin deplasarea screperului (fig.9.2) cuţitul cupei taie o brazdă de pământ care intră în cupă, în poziţia de săpare oblonul cupei fiind puţin ridicat. După umplerea cupei cu pământ se închide oblonul, se ridică cupa şi maşina se deplasează spre locul de descărcare (fig.9.3), pe o distanţă de până la 5 km. Manevrarea oblonului se poate realiza cu doi cilindri montaţi pe pereţii laterali ai cupei (fig. 9.2) sau prin intermediul unei pârghii şi a unei tije cu un cilindru hidraulic montat pe cadrul principal (fig.9.3). De asemenea şi pentru manevrarea cupei sunt variante cu cilindri care acţionează direct asupra cupei (fig. 9.2, fig.9.3), precum şi variante cu cilindri hidraulici şi sistem de bare articulate.

Fig.9.1.a. Schema unui autoscreper cu oblon cu descărcare forţată a cupei (vedere laterală şi de sus)

1- tractor monoax; 2 – suport articulat;3 – cadrul principal; 4 – cilindri de direcţie; 5 –cupă; 6 –oblon; 7 – cilindri manevrare cupă; 8 – cilindri manevrare oblon; 9 – perete posterior mobil; 10 – cilindri de descărcare; 11 –roţi spate; 12 - tampon

Fig.9.1.b.Schema cupei cu oblon cu descărcare combinată

1 – cupa; 2 – oblon basculant; 3 – perete basculant; O1 – articulaţia oblonului la cupă; O2 – articulatia peretelui basculant

Fig.9.1.c. Schema cupei cu elevator de încărcare

1 – cupa; 2 – elevator de incărcare cu lanţ şi racleţi; 3 – perete posterior mobil; 4 – perete inferior mobil

Fig. 9.2. Screper- manevrarea oblonului cu doi cilindri montaţi pe pereţii laterali

Fig. 9.3. Screper- manevrarea oblonului cu pârghie şi tije cu un cilindru hidraulic montat pe cadrul principal

Virajul se realizează cu ajutorul a doi cilindri hidraulici fixaţi între suporul articulat montat pe tractorul monoax şi cadrul screperului (fig.9.3).

Având în vedere că la screperele cu oblon apar rezistenţe foarte mari la sfârşitul umplerii cupei, în această fază se utilizează un tractor ajutător (buldozer), care acţionează asupra tamponului din spate cu o forţă de împingere, care se însumează cu forţa de tracţiune a autoscreperului (fig.9.5). Astfel se poate obţine şi o supraumplere a cupei fără a se mări puterea motorului şi masa maşinii.

Soluţia este economică dacă tractorul auxiliar poate deservi mai multe autoscrepere, cerinţă care se poate realiza dacă distanţa de transport este suficient de mare ( peste 1 km).

Fig. 9.4. Screper - manevrarea cupei cu cilindri hidraulici şi sistem de bare articulate.

Fig.9.5. Screper cu oblon - utilizare un tractor ajutător (buldozer)

Pentru creşterea forţei de tracţiune se utilizează autoscrepere cu doua motoare (fig.9.6), care pot realiza o umplere mai bună a cupei fără intervenţia unui tractor ajutător.

Fig. 9.6. Autoscrepere cu douǎ motoare

O reducere mare a rezistenţei la săpare se obţine la screperele cu elevator (fig.9.7), unde elevatorul de încărcare cu racleţi amplasat în faţa cupei, în locul oblonului preia brazda de pământ şi o introduce în cupă, realizând o supraumplere a cupei fără ajutorul tractorului împingător. În figura 9.8 se indică un autoscreper cu elevator cu cupa plină în timpul virajului.

Fig. 9.7. Screper cu elevator

Fig. 9.8. Autoscreper cu elevator cu cupa plină în timpul virajului

Elevatorul este format din braţ, două lanţuri pe care se fixează racleţii, mecanism de actionare cu motor hidraulic rotativ, reductor, roţi de lanţ motoare şi roţi de întindere a lanţului. Pentru descărcarea cupei se prevede un perete posterior mobil şi o trapă în partea inferioară a cupei, care se retrage în faza de descărcare.

În figura 9.9 se prezintă schema unui screper tractat cu oblon, cu descărcare forţată şi cu mecanism de manevrare a cupei cu cilindri hidraulici şi sistem de bare articulate. Mecanismul de manevrare a oblonului este compus din cilindru hidraulic, pârghie, rolă de cablu şi un cablu cu un capăt fixat la oblon şi celălalt capăt fixat la cadrul principal. Screperele tractate au o construcţie mai simplă, sunt mai ieftine, dar productivitatea este mai redusă.

Fig. 9.9. Screper tractat cu oblon - descărcare forţată, mecanism de manevrare a cupei cu cilindri hidraulici şi sistem de bare articulate

La autoscrepere se utilizează frecvent mecanisme de deplasare cu transmisie hidromecanică cu convertizor hidraulic de cuplu şi cutie de viteze cu ambreiaje multidisc, care asigură schimbarea vitezelor în sarcină. O astfel de transmisie se prezintă în figura 9.10.

Fig. 9.10. Autoscreper - mecanisme de deplasare cu transmisie hidromecanică, cu convertizor hidraulic de cuplu şi cutie de viteze cu ambreiaje multidisc