Министерство транспортного строительства

Всесоюзный проектно-технологический институт транспортного
строительства «ВПТИтрансстрой»

Технологическая карта
комплексно-механизированного процесса
на возведение насыпи земляного полотна
из грунтов выемки прицепными скреперами
и автогрейдером, оснащенными
автоматическими системами
управления рабочими органами

 

 

Москва 1984

 

Технологическая карта разработана Всесоюзным проектно-технологическим институтом транспортного строительства «ВПТИтрансстрой» Минтрансстроя совместно с научно-производственным объединением Всесоюзного научно-исследовательского института строительного и дорожного машиностроения (НПО ВНИИстройдормаш) Минстройдормаша.

Технологическая карта рассмотрена на заседании технического совета ВПТИтрансстроя, протокол № 10 от 28.12.83 г.

Исполнители:

Зав. отделом строительства

железных дорог                                                               А.Б. Набатов

Гл. конструктор отдела

автодорог и аэродромов                                                 В.Н. Захаров

Зав. лабораторией ВНИИстройдормаша                      Э.И. Толстопятенко

Редактор                                                                           Ю.Н. Дерюгин

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Область применения

1.1. Содержание технологической карты

Технологическая карта составлена на возведение насыпи однопутного железнодорожного земляного полотна, с разработкой грунта II группы из смежной выемки прицепными скреперами, оснащенными системой автоматики «Копир-Стабилоплан» с применением при планировке верха земляного полотна и нарезке сливной призмы автогрейдера, оснащенного системой автоматики «Профиль-20», работающей по лазерным направляющим.

1.1.1. Краткое описание работы системы автоматики «Копир-Стабилоплан»

Система автоматики «Копир-Стабилоплан» состоит из лазерного излучателя, фотоприемного устройства с механизмом перемещения, электрогидрораспределителя, электронных датчиков для управления задней стенкой ковша скрепера, системой автоматического управления рабочим органом при перегрузке двигателя, блока управления подъемным устройством и пультом управления системой автоматики.

Принципиальная схема работы скрепера ДЗ-77-1 с системой автоматики «Копир-Стабилоплан» показана на рис. 1.

Управление ковшом скрепера состоит в перемещении его по высоте для удержания режущей кромки ковша на траектории заданной плоскости при движении машины вдоль планируемой поверхности.

Автоматическая стимуляция рабочих органов машин обеспечивается применением копирной системы, в которой опорная оптическая заданная плоскость создается вращением лазерного луча при помощи пентопризмы, скорость вращения которой выбрана исходя из максимальной рабочей скорости перемещения строительных машин и составляет 72 - 108 об./мин, а чувствительным элементом является фотоприемное устройство.

Рис. 1. Принципиальная схема работы скрепера ДЗ-77С-1 с аппаратурой «Копир-Стабилоплан»:

1 - лазерный излучатель; 2 - электрогидрораспределитель; 3 - пульт управления скрепером; 4 - блок управления подъемным устройством; 5 - фотоэлектрический приемник; 6 - подъемное устройство; 7 - бесконтактный электрический датчик автономной системы управления задней стенкой; 8 - угловой датчик автономной системы управления положением режущей кромки ковша

В качестве источника излучения используется гелий-неоновый лазер СКГ-13, работающий в непрерывном режиме на волне 0,6328 мкм с выходной мощностью не менее 20 мкВт.

Дальность действия излучателя - до 500 м.

Фотоприемное устройство (рис. 2), состоящее из трех фотоэлементов (верхнего, среднего и нижнего), вместе с механизмом перемещения устанавливается на кронштейне, который закрепляется на рабочем органе машины.

Фотоэлементы подключены к электромагнитам трехпозиционного электрогидрозолотника в гидросистеме цилиндра подъема и опускания рабочей кромки ковша скрепера.

Электрическая схема собрана так, что, пока средний фотоэлемент находится в плоскости лазерного луча, гидроцилиндр заперт.

При движении по неровной поверхности фотоэлектрический приемник вместе с машиной поднимается или опускается и средний фотоэлемент выходит из плоскости лазерного луча, уступая свое место соответственно нижнему или верхнему фотоэлементу. Это вызывает мгновенное включение электрогидрозолотника, и режущая кромка рабочего органа машины вместе с фотоприемником опускается или поднимается так, что средний фотоэлемент возвращается в плоскость лазерного луча.

В результате режущая кромка рабочего органа машины всегда движется строго параллельно лазерной плоскости. Система автоматического управления задней стенкой ковша скрепера состоит из безконтактного электронного датчика, управляющего электрогидрозолотником в гидравлической схеме подачи задней стенки для автоматической подсыпки грунта в местах выглублений разравниваемой поверхности земляного полотна.

С одного поста лазерного излучателя можно одновременно управлять несколькими автоматизированными машинами.

Рис. 2. Фотоприемник с подъемным устройством:

1 - фотоприемное устройство; 2 - шток; 3 - механизм перемещения (МП); 4 - водило; 5 - датчик обратной связи; 6 - электродвигатель; 7 - редуктор

Для выполнения работ по планировке верха земляного полотна и нарезке сливной призмы используется автогрейдер ДЗ-31-1 (рис. 3), отличающийся тем, что управление отвалом по высоте может осуществляться как по лазерному лучу при подключении фотоэлементов к электромагнитам электрогидрозолотника, так и по жесткому копиру (копир-трос) с использованием щупового датчика ДЩБ.

Планировку верха земляного полотна по лазерному копиру производят на прямолинейном участке с продольным уклоном до 30 ‰ и на участках с горизонтальными кривыми, а по жесткому копиру - на участках земляного полотна с вертикальными кривыми.

В данной технологической карте рассматривается организация работ на участке строительства с прямолинейным продольным профилем земляного полотна.

Для постановки оптической лазерной плоскости в заданное положение, в соответствии с продольными и поперечными уклонами и отметками земляного полотна, применяется лазерная геодезическая рейка (рис. 4), состоящая из фотооптической головки и усилительно преобразовательного блока, установленных на рейке со шкалой. Питание осуществляется от трех элементов 3336.

Рис. 3. Принципиальная схема работы авто-автогрейдера ДЗ-31-1 с системой автоматики «Профиль-30»:

1 - пульт управления системой автоматики «Профиль-20»; 2 - электрогидрораспределитель ЗСУ-8; 3 - автономный датчик контроля углового положения отвала ДКБ; 4 - щуповой датчик управления отвалом по высоте, работающий по копиру ДЩБ; 5 - фотоэлектрический приемник; 6 - подъемное устройство

Рис. 4. Геодезическая лазерная рейка

Технические характеристики и инструкция по эксплуатации аппаратуры «Копир-Стабилоплан»

Техническая характеристика скрепера ДЗ-77-С-1

Базовый трактор........................................................................... Т-130.1.Г-2

Вместимость ковша, м³:

геометрического................................................................. 8 + 1,2

с «шапкой», до.................................................................... 11

Грузоподъемность скрепера, кН................................................ 157

Ширина резания, мм, не менее.................................................. 2580

Максимальное заглубление, мм................................................. 200

Толщина слоя отсыпки, мм, не менее....................................... 400

Тип управления............................................................................ гидравлический

Диапазон срабатывания системы

защиты от перегрузки, об./мин................................................... 700 - 800

Способ разгрузки ковша.............................................................. принудительный

Дорожный просвет под ножами, мм......................................... 510

Колея колес, мм:

передних.............................................................................. 1600

задних.................................................................................. 2150

База в транспортном положении, мм........................................ 6300

Габаритные размеры в транспортном

положении (без трактора), мм:

длина.................................................................................... 9915

ширина................................................................................. 3145

высота.................................................................................. 2680

Радиус поворота, м...................................................................... 14

Техническая характеристика аппаратуры системы «Копир-Стабилоплан-10»

Диапазон плавной установки

стабилизируемого уклона, %...................................................... ± 8,8

Диапазон ступенчатой установки уклона, град........................ ± 48

Диапазон дистанционного

задания установки ФПУ, мм....................................................... от 0 до 200

Диапазон срабатывания системы

защиты двигателя от перегрузки, об/мин.................................. 700 - 800

Номинальный расход жидкости

гидрозолотника, л/мин................................................................ 70

Габаритные размеры

(длина´ширина´высота), мм:

пульта управления.............................................................. 315´290´159

блока перегрузки................................................................ 206´166´130

гидрозолотника.................................................................. 373´178´84

устройства перемещения ФПУ......................................... 820´280´140

Габаритные размеры (диаметр, высота), мм:

датчика частоты оборотов................................................. 60´100

датчика ДКБ........................................................................ 156´150

Напряжение питания (постоянный ток), В............................... 12

Потребляемый ток, А.................................................................. 3,5

Масса аппаратуры, кг.................................................................. 60

Техническая характеристика автогрейдера ДЗ-31-1

Мощность двигателя, кВт........................................................... 99

Управление рабочим органом.................................................... гидравлическое

Количество скоростей:

вперед.................................................................................. 4

назад.................................................................................... 8

Скорость движения автогрейдера, км/ч:

вперед

наименьшая................................................................ 2,2

наибольшая................................................................ 43

назад

наименьшая................................................................ 4,7

наибольшая................................................................ 25,2

Длина отвала, мм......................................................................... 3745

Высота отвала, мм....................................................................... 620

Боковой вынос отвала в обе стороны

относительно тяговой рамы, мм................................................ 800

Угол установки отвала в

горизонтальной плоскости, град................................................ 0 - 360

Угол резания, град, (регулируемый).......................................... 30 - 70

Диапазон плавности установки

стабилизирующего поперечного уклона:

плавно, %............................................................................ ±8,8

ступенчато, град................................................................. ±48

Цена деления шкалы задатчика

поперечного уклона, %............................................................... 0,2

Диапазон регулировки чувствительной

системы в поперечном уклоне, угловые минуты...................... 5 - 50

Диапазон дистанционной установки по высоте, мм............... от 0 до 60

Цена деления шкалы задатчика

установки по высоте, мм............................................................. 5

Диапазон регулировки чувствительности

системы управления по высоте, мм........................................... 0 - 80

Погрешность выдерживания поперечного уклона, %.............. 0,48

Техническая характеристика системы автоматики «Профиль-20»

Диапазон главной установки

стабилизируемого уклона, %...................................................... ± 3,8

Цена деления шкалы задатчика уклона, %................................ 0,2

Диапазон регулировки чувствительности

системы стабилизации

поперечного уклона, угловые минуты....................................... от 5 до 50

Погрешность системы стабилизации

поперечного уклона, %, не менее.............................................. ± 0,15

Диапазон дистанционной установки

положения по высоте, мм........................................................... от 0 до 80

Цена деления шкалы задатчика по высоте, мм......................... 5

Диапазон регулировки чувствительности

системы управления по высоте, мм........................................... от 1,6 до 7

Погрешность системы управления по высоте, мм................... ±1

Допустимый ток нагрузки, А...................................................... 2,5

Электрическое питание:

род тока............................................................................... постоянный

напряжение, В.................................................................... 10 ± 12 %

Потребляемый ток, А, не менее................................................. 3,5

Техническая характеристика лазерного устройства

Длина волны излучения, мкм..................................................... 0,6328

Мощность излучения, мкВт, не менее....................................... 200,0

Угол развертки, град.................................................................... 360,0

Диапазон задания уклона, %...................................................... 3,0

Радиус действия, м.......................................................................