Бульдозеры. Общие сведения.

Назначение. Бульдозер представляет собой самоходную землеройно-транспортную машину, предназначенную в основном для послойного копания, планировки и перемещения на расстояние до 150 м грунтов и материалов. Виды работ, выполняемых бульдозером, описаны в гл. IX.

Состоит бульдозер из базового трактора или тягача, впереди которого в поперечной плоскости навешен рабочий орган — отвал. Бульдозер — это машина цикличного действия: сначала осуществляется рабочий ход (разработка и перемещение грунта, засыпка траншей, срезка кустарника и т. п.), затем холостой ход (возвращение в исходное положение), после чего цикл повторяется.

При установке на бульдозер в задней части трактора рыхлителя получают бульдозер-рыхлитель. Бульдозеры-рыхлители разрабатывают грунты более высокой прочности и смерзшиеся материалы после их предварительного рыхления.

Классификация. Бульдозеры классифицируют по назначению, типу ходовой части, конструкции рабочего оборудования, форме и назначению рабочего органа, типу привода рабочего оборудования, тяговому классу базовой машины (мощности двигателя).

По назначению различают бульдозеры общего назначения и специальные.

Бульдозеры общего назначения используют для выполнения основных видов землеройно-транспортных и вспомогательных работ на различных грунтах и в климатических условиях умеренной зоны с температурой окружающей среды ±40°С и холодного климата с температурой воздуха до -60°С.

Специальные бульдозеры предназначены для выполнения целевых работ в специфических грунтовых или технологических условиях. Выпускают бульдозеры-путепрокладчики, используемые при прокладке дорог и путей, бульдозеры-толкачи — для работы со скреперами, трюмные бульдозеры — для штабелирования материалов и полезных ископаемых в трюмах теплоходов, подземные бульдозеры — для работы в шахтах и штольнях, подводные бульдозеры — для работы в воде.

По типу ходовой части выпускают гусеничные и колесные бульдозеры.

Гусеничный бульдозер распространен наиболее широко, так как может быть использован в тяжелых грунтовых условиях.

Колесный бульдозер применяют при работе в более легких дорожных условиях и необходимости часто перебазироваться с объекта на объект.

По конструкции рабочего оборудования различают бульдозеры с неповоротным отвалом, поворотным отвалом в плане и универсальные.В бульдозерах первого типа отвал установлен перпендикулярно продольной оси машины неподвижно или с небольшим угловым качанием в поперечной плоскости.В бульдозерах второго типа отвал можно поворачивать на определенный угол в обе стороны от основного положения.

Универсальные бульдозеры оборудованы шарнирно-сочлененным отвалом из двух одинаковых частей, которые могут быть установлены перпендикулярно продольной оси машины, под углом в одну сторону или под углом в разные стороны.

По форме рабочего органа различают прямой, полусферический, сферический отвалы, по назначению — землеройный, скальный, снежный, угольный отвалы, а также отвалы для толкания скреперов, уборки древесных отходов, мусора.

У прямого отвала — одинаковая форма по всей ширине. Концы полусферического отвала загнуты вперед на ширину боковых ножей. У сферического отвала боковые секции выдвинуты вперед на 1/3 ширины отвала.

Землеройный отвал используют при разработке грунтов и насыпных материалов. Скальный отвал с лобовым листом большей толщины и усиленной металлоконструкцией предназначен для перемещения горных пород и крупнокусковых материалов. Снежный отвал, состоящий из двух половин, установленных под определенным углом один к другому, применяют при уборке снега. Угольный отвал используют при складировании материалов. Отвал для толкания скреперов усиливают в средней части толстым листом. Отвалы для уборки древесных отходов и мусора изготовляют больших размеров и снабжают прорезным козырьком.

По типу привода рабочего оборудования известны бульдозеры с гидравлическим и канатно-блочным управлением. По классу, который означает номинальную силу тяги базового трактора, различают бульдозеры следующих видов: малогабаритные (класса до 0,9, мощностью 18,5...37 кВт), легкие (классов 1,4...4, мощностью 37...96 кВт), средние (классов 6...15, мощностью 103...154 кВт), тяжелые (классов 25...35, мощностью 220...405 кВт), сверхтяжелые (классов 50...100, мощностью 510...880 кВт).

Устройство бульдозеров. Наиболее распространены бульдозеры с неповоротным отвалом, с поворотным отвалом, бульдозеры-рыхлители, бульдозеры-толкачи.

Рис. 1. Бульдозер с неповоротным отвалом на гусеничном тракторе
Рис. 1. Бульдозер с неповоротным отвалом на гусеничном тракторе: 1 — трактор, 2 — двигатель, 3 — муфта сцепления, 4 — кабина, 5 — коробка передач, 6 — задний мост, 7 — звездочка, 8 — гусеничная тележка, 9 — гусеница, 10, 12 — шарниры, 11 — толкающий брус, 13 — отвал, 14 — гидрораскос, 15 — гидроцилиндр подъема-опускания, 16 — механизм компенсации перекоса, 17 — раскос

Бульдозер с неповоротным отвалом (рис. 1) устанавливают на базовом гусеничном тракторе 1. В качестве базовой машины может быть использован колесный трактор, тягач или специальное шасси. Двигатель 2 трактора через муфту сцепления 3 или гидротрансформатор приводит в действие коробку передач 5 и задний мост 6. Звездочки 7 передают вращение от двигателя гусеницам 9.Кабину 4 размещают преимущественно в задней (у тракторов типа «Беларусь», ДТ-75, Т-4АП2, Т-130М, Т-180Г) или в средней (у трактора ДЭТ-250М) части, а также впереди машины со стороны бульдозерного оборудования (у трактора Т-330).В рамах гусеничных тележек 8 приварены упряжные шарниры 10, на которые установлены толкающие брусья 11 прямоугольного сечения. На другом конце брусьев предусмотрены универсальные шарниры 12, на которых прикреплен бульдозерный отвал 13.Для сохранения определенного положения отвала и резания грунта с минимальными затратами мощности отвал удерживается с одной стороны гидрораскосом 14, с другой — жестким раскосом 17. Механизм компенсации перекоса 16 распределяет нагрузки между толкающими брусьями 11. С помощью гидрораскоса отвал перекашивается в поперечной плоскости.Гидроцилиндрами подъема — опускания 15 отвал устанавливают в нижнее I, рабочее II, транспортное III и промежуточное положения.Гидроцилиндрами подъема — опускания и гидрораскосом управляют с помощью гидросистемы трактора, состоящей из гидронасоса, гидрораспределителя, масляного бака с системами очистки жидкости и гидролиний.

Бульдозер с поворотным отвалом на гусеничном тракторе

Рис. 2. Бульдозер с поворотным отвалом на гусеничном тракторе: 1 — отвал, 2 — толкатель с раскосом, 3 — рама, 4 — гидроцилиндры подъема — опускания отвала, 5 — трактор, 6 — шарнир

Бульдозер с поворотным отвалом (рис. 2) отличается от бульдозера с неповоротным отвалом тем, что на базовый трактор 5 на упряжных шарнирах 6 крепят охватывающую раму 3. Впереди рамы приварена шаровая опора, на которой установлен отвал 7, поворачивающийся налево или направо по ходу движения машины.По краям отвала располагают толкатели 2, предназначенные для крепления его к охватывающей раме. Переставляя вручную толкатели в кронштейнах на раме, устанавливают отвал в правое положение по ходу машины, среднее (показано на рис. 2) или левое. В среднем положении отвала бульдозер выполняет такие же работы, как бульдозер с неповоротным отвалом, при боковых положениях отвала засыпают траншеи или очищают снег. Вертикальные перемещения отвала выполняют гидроцилиндрами подъема — опускания 4. Отвал оборудован средними и крайними ножами

Бульдозер-рыхлитель

Рис. 3. Бульдозер-рыхлитель: 1 — бульдозерное оборудование,2 — трактор 3, 9 — рамы, 4 — верхняя тяга, 5 — гидро- цилнндр подъема - опускания, 6 — рабочая балка,

7— зуб, 8 — наконечник

Бульдозер-рыхлитель (рис. 3) характеризуется тем, что на тракторы, оборудованные бульдозером с неповоротным или поворотным отвалом, сзади навешивают гидравлический однозубый или многозубый рыхлитель. К заднему мосту базового трактора 2 крепят на шпильках опорную раму 3, на которой внизу шарнирно установлена рама 9, а вверху — тяга 4. К тягам шарнирно прикреплена рабочая балка 6 так, что образуется параллелограммный четырехзвенник.

По диагонали четырехзвенника установлены гидроцилиндры 5. В рабочей балке закреплен зуб 7 прямоугольного сечения, на конце которого установлен быстросъемный наконечник 8.Выдвигая шток гидроцилиндра 5, поднимают рабочую балку и зуб в верхнее положение, втягивая шток — заглубляют рыхлитель в грунт. Благодаря параллелограммному четырехзвеннику зуб перемещается при подъеме но траектории, близкой к вертикали. На тяжелых бульдозерах-рыхлителях применяют рыхлители, у которых вместо верхней тяги устанавливают гидроцилиндры, обеспечивающие угловые перемещения рабочей балки и зуба для получения больших разрушающих усилий машин.

Бульдозер-толкач

Рис. 4. Схемы работы бульдозера при разработке грунтов: а — резание, б — транспортирование с подрезанием, в — отсыпка, г — откат назад (холостой ход)

Бульдозер-толкач оборудован неповоротным отвалом, аналогичным показанному на рис. 1. Отличие состоит в том, что вместо гидрораскоса и жесткого раскоса установлены два амортизатора с резинометаллическими элементами. Амортизаторы смягчают ударные нагрузки при толкании скреперов. Для усиления отвала в средней его части в зоне контакта с буфером скрепера наварен дополнительный лист по профилю рабочего органа машины.

Принцип работы. Основной принцип работы бульдозера сводится к следующему (рис. 4). Отвал бульдозера опускают ниже опорной поверхности на 50…200 мм в зависимости от типоразмера машины. При движении машины вперед заглубляют отвал и режут грунт стружкой определенной толщины. После образования перед отвалом призмы грунта его транспортируют на расстояние и одновременно подрезают материал. Подрезанием компенсируют потери грунта, высыпающегося из призмы через боковые поверхности отвала в боковые валики. Затем отвал поднимают, грунт отсыпают в отвал и бульдозер откатывается задним ходом в исходное положение. Процесс перемещения грунта называют рабочим ходом, движение машины назад — холостым ходом.

Основные параметры. К этим параметрам бульдозера (рис. 5) относят тяговый класс; мощность двигателей N; массу М и положение центра масс a, d, е; переднюю рабочую скорость движения v_р и заднюю холостую v_x; длину продольной базы ходовой части L_т; колею гусениц или колес B_т; ширину гусениц b или размер шин колесного трактора; дорожный просвет С; радиус поворота (на рисунке не показан); удельное давление и эпюра давления на грунт q_п, q_з; габаритные размеры L х B_н х А.

Рис. 5. Основные параметры бульдозеров

Бульдозерное оборудование характеризуется следующими параметрами: шириной В и высотой Н отвала; углом въезда машины α и съезда β; высотой подъема H_п и опускания h отвала; скоростью подъема v_п и опускания v_о оборудования; углом перекоса отвала ± ε; напорным Т и вертикальным Р усилием на режущей кромке. К параметрам отвала относят также радиус кривизны отвала R, углы — резания γ, заострения ножей σ, задний угол резания τ, угол опрокидывания отвальной поверхности θ.

Для бульдозеров с поворотным отвалом задают еще углы его поворота налево и направо от среднего положения.

У рыхлителей выделяют высоту подъема и заглубления зуба, задний угол съезда и скорость подъема и опускания рыхлительного оборудования.

Главный параметр бульдозеров, бульдозеров-рыхлителей и бульдозеров-толкачей — тяговый класс базового трактора, который характеризует силу тяги, развиваемую при скорости 0,7...0,9 м/с и минимальном буксовании гусениц.

По тяговому классу строится типоразмерный ряд гусеничных бульдозеров: 4; 6; 10; 15; 25; 35 мощностью 55...338 кВт; бульдозеров-рыхлителей: 6; 10; 15; 25; 35 мощностью 99...338 кВт. Колесные бульдозеры выпускают класса 1,4, мощностью 55 кВт.

На гусеничных тракторах выпускают бульдозеры с неповоротным отвалом: ДЗ-42Г на тракторе ДТ-75; ДЗ-101А на тракторе Т-4АП2; ДЗ-110В и ДЗ-110А-1 (с автоматическим управлением) на тракторе Т-130М; ДЗ-35С на тракторе Т-180Г; ДЗ-118 на тракторе ДЭТ-250М; с поворотным отвалом ДЗ-109Б на тракторе Т-130М.

Бульдозеры-рыхлители выпускают только на гусеничных тракторах: ДЗ-116А на тракторе Т-130М; ДЗ-117А на тракторе Т-130М, ДЗ-126А на тракторе ДЭТ-250М, ДЗ-94С и ДЗ-129ХЛ на тракторе Т-330.

Дата добавления: 2015-10-21