Грейдер – это универсальная машина для дорожных работ

Где используются прицепные грейдеры

Буксируемые тракторами грейдеры создавались как землеройные машины для формирования полотна дорог, подготовки поверхности к укладке асфальта и бетона. Используют прицепные агрегаты также на строительстве промышленных сооружений, объектов социальной инфраструктуры, в сельском и коммунальном хозяйстве:

• для создания насыпей, профилирования их поверхности;
• в выравнивании полотна дорог в грунтовом и насыпном исполнении;
• при перемешивании щебёночных, гравийных материалов, грунтов различных категорий между собой и с вяжущими добавками;
• для планирования по проектным отметкам земельных участков, откосов, выемок, кюветов;
• в распределении по поверхности рабочей зоны и выравнивания слоя щебёночных, гравийных, песчаных материалов;
• при работах в коммунальном секторе, включая снегоочистку и уборку мусора.

На всех работах, где необходимо выровнять поверхность, придать ей однородность, применение грейдерных устройств эффективно и экономически оправдано.

Прицепные и полуприцепные агрегаты – в чем различия

В прицепном грейдере между передней осью и задним мостом на основной раме монтируются тяговая рама с поворотным круговым механизмом и отвалом. Колёсная ось соединена с буксирной скобой трактора дышлом. Управляет установкой отвала оператор при помощи штурвального механического привода или рычагов золотникового устройства гидросистемы.

Рисунок 1 Прицепной грейдер со штурвальным управлением машинистом

У полуприцепного грейдера передний мост, как правило, отсутствует, длина машины меньше. Основная рама соединяется с прицепным устройством трактора через узел шарового шарнира. Управление гидравлическим приводом установки отвала осуществляет оператор тягового трактора.

Оба агрегата буксируются гусеничным или колёсным трактором. Cтоимость прицепных устройств значительно ниже чем самоходных аналагов.

Прицепной грейдер конструктивно сложен, малоэффективен в применении. Недостатком является управление, помимо тракториста, оператором агрегата. Подобные машины со штурвальным механизмом установки отвала не выпускаются и заменены на более производительные полуприцепные грейдеры с гидравлическим приводом исполнительного оборудования, управляемые машинистом трактора:

• СД-105А для тяговых гусеничных и колёсных машин ДТ-75, Т-150К, К-701;
• ДЗ-168 под трактор Т-150К.

Подойдя к описанию истории грейдера формально, можно ограничиться всего несколькими фразами. Авторство приписывают Роберту Фултону, относят к 1795 году, реально использовать стали в США с 1866 года при строительстве дорог. В начале XX века грейдер сделали самодвижущимся, установили резину, а затем и пневматику на колеса. Появилось гидравлическое управление рабочими органами. Численность грейдеров, их мощность, производительность и качество нивелировки постоянно возрастали ввиду увеличения спроса и технического совершенствования. В довершение привести фото одного из первых образцов.

Модель XIX века, буксируемая лошадьми

Однако подробное описание возникновения потребности в этом виде техники и этапов ее развития представляется более любопытным. В истории цивилизации нередки случаи, когда идеи и даже готовые и воплощенные в жизнь технические решения не находили практического применения из-за общего низкого уровня развития общества и технологий. Созданный (и практически использованный!) легендарным Дедалом дельтаплан, чертежи субмарины и вертолета работы великого Леонардо, изобретенная и работавшая для открывания храмовых дверей паровая машина Герона Александрийского (чего уж тут спорить — Ползунов или Уатт был первым?).

Подобных примеров множество, и среди них скромное место занимает столь хорошо знакомая нашим современникам машина, и используемая преимущественно в строительстве. Речь идет о грейдере. Разработку и создание первого образца этого вида техники приписывают Роберту Фультону (в современном написании по-русски принято писать Фултон, однако в позапрошлом веке мягкий знак присутствовал), весьма талантливому и столь же неудачливому по жизни механику и изобретателю – ведь большинство его проектов воплотились уже после его ухода из жизни.

Фультоновский грейдер представлял собой металлический каркас на колесах в виде стальных ободов и расположенных между их передней и задней парами отвалом. Тащила механизм лошадь (или две), а управлял ею человек большой физической силы и с хорошим вестибулярным аппаратом. Ведь при проворачивании штурвала, регулирующего угол наклона отвала, легко было упасть с этой «чудесной колесницы». До нас дошли литографические изображения подобных конструкций:

Конный грейдер XIX века

Первоначально востребованным грейдер стал лишь через полвека, когда в Америке начали строить более-менее сносные дороги (образец на первом фото), а настоящее триумфальное шествие по планете он начал более чем через век после официального изобретения, когда на смену конным экипажам пришли автомобили.

Приспосабливая известную дзенскую мудрость «когда ученик будет готов, появится учитель» к нашей ситуации заметим, что техника для создания «нормальных» дорог стала востребована лишь тогда, когда эти дороги стали необходимостью. Поэтому небольшой экскурс в историю дорожного строительства представляется полезным.

Хорошие дороги высоко ценились уже в древнем мире. Самая знаменитая «трасса» — Аппиева дорога из Рима в Бриндизи общей длиной менее 600 км строилась при избытке рабочей силы (рабочая – это от слова «раб») с IV по II века до н.э. Ее покрытие было сделано полностью из тесаного камня, с глубоко заложенной многослойной подстилкой. Можно встретить такое описание – роется ров 12 м глубиной, насыпают последовательно 3 м песка, столько же щебня, затем 3 м крупного камня с песчаной отсыпкой и последние три метра набирают из притесанных один к другому камней. Ни исторические документы, ни археологические исследования такой версии не подтверждают – да и меры длины, использовавшиеся в Древнем Риме, с десятично-метрической системой соотносятся плохо. Фут, локоть, градус (тоже мера длины, 0,74м, практически наш аршин), да и другие – в метр впрямую не вписываются.

Описанная дорога существует и поныне, ею пользуются практически без ремонта. Но процесс ее строительства имел три существенных недостатка:

• строилась она чересчур долго даже по современным меркам – три столетия, это перебор даже для постройки московского МКАДа и его аналогов;
• построена она была одна такая, и за два с лишним тысячелетия повозки наездили в ней колеи в тесаном камне, ширина которых, кстати, определила колею западноевропейских ж/д;
• покрытие ее было рассчитано на движение гужевого транспорта.

А с этого момента, как говорят в детективах, поподробнее. Возможно, читатель помнит песню Лёди Утесова про то, как он ковал кобылку железными подковами, и от них сыпались искры с булыжной мостовой? Таки да, едва ли не до середины прошлого века наиболее надежным (кто бы спорил!) дорожным покрытием считалась булыжная мостовая. Мостовая присутствует на Андреевском спуске в Киеве, покрывает Красную площадь в Москве. Мощеная камнем дорога – достаточно большая редкость в Европе до конца XIX века. Улицы (не дороги!) мостили лишь центральные и в крупных городах. Перемещать тяжелые и крупные грузы предпочитали водным транспортом, а передвигаться – без использования колеса, верхом, пешим порядком или, дождавшись зимы, на санях.

Булыжное покрытие не только исключительно дорого в обустройстве, но и малоприемлемо для современной автотехники. «Поршам» и «Ферарям» подавай гладкий асфальтобетон с хорошим сцеплением колес! Да, объективно говоря, и большинству даже эконом моделей, тоже. И вот здесь наступает эра грейдера.

Конечно, запускать грейдер на Андреевский спуск, улочки старой Риги, Таллинна или Красную площадь никакой разумный человек не станет. Но для большинства автодорог этот механизм просто незаменим. Именно с появлением и победоносным шествием автомобилей значение и востребованность грейдеров многократно увеличивалась пропорционально численности автопарка и объемам дорожного строительства. Ведь его особенностью, определяемой конструкцией, является способность выравнивать, нивелировать поверхность — как раз то, что необходимо при строительстве шоссе. Строительство дорог – не единственная область, где широко используются грейдеры. Без них очень сложно создать качественные взлетно-посадочные дорожки и рулежные полосы аэродромов. Для работников сельского хозяйства они выравнивают участки земли для удобства полива и обслуживания техникой. И опять проявляется тенденция – востребованность грейдера зависит от общей технической оснащенности общества. Крестьянину, работавшему вручную, получать идеально гладкий участок под огород, посадку виноградника или сада никакой необходимости не было.

Касательно момента – почему именно Америка, отметим, что названная дата 1866 г, скорее всего не случайна – за год до этого в гражданской войне победили северяне, рабы освобождены, и впредь не обязаны копать и ровнять дороги. Вот и возникает необходимость в использовании техники взамен рабской силы. Подробнее о тех временах можно прочитать в популярном романе Митчел или посмотреть в одноименном фильме «Унесенные ветром».

Изначально грейдеры были прицепными – их буксировала «лошадиная сила» — в прямом смысле слова. Позже на них установили паровые двигатели, а затем и двигатели внутреннего сгорания.

Грейдер Bitvargen образца 20-х годов прошлого века

У этой модели мы видим сплошные резиновые шины, двигатель внутреннего сгорания и ручное управление рабочим органом. Аналогичные модели выпускали и на гусеничном ходу (фото ниже)

Bitvargen на гусеничном ходу

Говорят, что от перемены мест слагаемых сумма не меняется. Но результат и эффективность могут сильно варьироваться. Сравнить бульдозер и грейдер – вроде все одинаково, нож-отвал, две пары колес (гусеницы). Но поместив отвал между колесными базами, получаем принципиально другой результат. При всех прочих равных, коэффициент выравнивания у грейдера по сравнению с бульдозером существенно возрастает, и это обусловлено исключительно конструктивными отличиями. Чем больше разнос между осями колес, тем выше коэффициент выравнивания – здесь работает чистая геометрия.

Подробно описывать эволюцию грейдеров за последние сотню лет не представляется целесообразным – подобными сведениями изобилует интернет, а технические подробности интересны по большей части специалистам и хорошо им знакомы. Отметим лишь главные направления и этапы, коренным образом повлиявшие на развитие этих машин. Основное направление – это повышение удельной мощности и максимальной массы грейдеров. Что касается «революционных этапов», так это переход от механического к гидравлическому управлению рабочими органами (середина прошлого века) и компьютеризация управления, включая автоматические системы нивелирования. Существенно расширился и набор сменных инструментов – в среднем он достигает 30 видов. Хотя основное предназначение грейдера принципиально не изменяется.

Любопытнее будет рассказать об особенных моделях и необычных решениях в этой области.

Самый большой собран в 1980 году итальянской компанией Umberto Acco для Ливии, однако по политическим мотивам (Каддафи и Рейган чего-то не поделили, и дело едва не дошло до войны) грейдер остался на родине.

Самый большой — Acco Grader

Вес его более полутора сотен тонн, он оснащен двумя двигателями общей мощностью 1250 кВт; один вращает задние колеса, а второй используется для привода переднего моста.

Самый маленький автогрейдер это Laser-Grader – его производят серийно. Но этот «малыш» совсем не слабак – весит под полторы тонны, длина и ширина 3,5 и 1,2 м соответственно. У него прекрасная современная нивелировочная система и привод на все колеса.

Это действительно рабочая машинка (так и хочется сказать – лошадка, но под капотом их более двух десятков), способная существенно ускорить работы на придомовой территории, например при обустройстве теннисного корта.

К числу необычных можно отнести и машину, произведенную фирмой Bobcat, что в Северной Дакоте. Она комплектуется отвалом:

Самый «универсальный» автогрейдер

Однако считать ее грейдером можно лишь с натяжкой – ведь для этого универсала предусмотрено более 60 сменных навесных агрегатов. Производители позиционируют его как погрузчик с функцией автогрейдера. В навесном агрегате передние колеса не управляются, и поворот производится за счет задней тележки. Ширина ножа-отвала чуть более двух метров.

Для частных пользователей и садоводов-любителей европейская промышленность выпускает «ручной грейдер» Strakvlak – его фото ниже:

Современный ручной грейдер

В его описании продавцы обещают покупателям и пользователям необыкновенные удобства и прочие «золотые горы». Но достаточно глянуть на фото этого аппарата в действии, чтобы убедиться в его непригодности для большей части евроазиатской территории.

Ручной грейдер в действии

Скажите, где вы видели аккуратные бетонные поребрики вдоль всей пешеходной дорожки или другой обрабатываемой поверхности в нашей стране? Да и выкладывать за такую игрушку более полутора тысяч «зеленых» разумный человек вряд ли станет.

Но если представленный выше образец действительно конструктивно уподоблен грейдеру, то «народное творчество» отечественных горе конструкторов-изобретателей можно отнести скорее к области курьезов. Это «грейдер», созданный несколько лет назад жителем Екатеринбурга – он навесил на «Жигули» нож-отвал, превращающий его в бульдозер (но никак не в грейдер).

Еще дальше пошел автор другого патента. Изобретенный и запатентованный им (обратите внимание, что не только «изобретатель», но патентоведы не знают основные отличительные свойства грейдера!) «ручной грейдер» — это нож-отвал, который волоком тянет даже не лошадь, а человек! Вот уж воистину гениальное достижение конструкторов XXI века, подтверждающее закон диалектики – развитие идет по спирали.

А если по-простому, то вспомним Шаляпина и его «Эх, дубинушка, ухнем!» — не умерла еще традиция наших предков.

Технические параметры несамоходных грейдеров

Фронтальный погрузчик LeTourneau L2350

Это самый большой фронтальный погрузчик в мире. Чтобы он смог работать на руднике по добыче меди в карьере Рэй (США), его части привезли с завода-изготовителя и собирали прямо на месте. Высота этого гиганта — 6,5 м, длина — 18 м, вес — 263 т, а в 7-метровый ковш вмещается более 72 т грунта. Высота разгрузки превышает 7 метров. В движение шарнирно-сочлененную махину приводит 16-цилиндровый дизельный двигатель Detroit Diesel объемом 62,5 л и мощностью 2300 л. с. Максимальная скорость погрузчика не превышает 15 км/ч. Объем топливного бака равен 4000 л, которые погрузчик расходует всего за сутки работы. Чтобы оценить масштабы затрат на LeTourneau L2350, добавьте сюда 105 тысяч долларов за одно колесо (а их 4) и 7,6 млн долларов начальной стоимости.

Между прочим, управлять этим погрузчиком достаточно просто. В кабине оператор орудует всего двумя джойстиками — одним для маневрирования по карьеру, вторым — для управления ковшом. Избежать ошибки помогает умный бортовой компьютер, который анализирует состояние всех систем, включая вес груза в ковше и работу гидравлики.