Бульдозеры

Составляют основу парка машин в строительстве и горнодобывающей промышленности. На их долю приходится более 40% выполняемых земляных работ в стране и до 90 % вскрышных работ.

Бульдозеры предназначены для послойной разработки грунтов I -III11 и частично IV групп без предварительного рыхления, плотных, прочных и мерзлых грунтов после предварительного рыхления с последующим перемещением перед рабочим органом (отвалом) на расстояние до 100 м. Их применяют при сооружении на сыпей и выемок, обратной засыпке траншей и котлованов, предварительной планировке поверхности, разравнивании грунтовых отвалов, выполнении подготовительных работ при валке отдельных деревьев, резке кустарника, корчевке пней, вскрышных работах в качестве толкачей при работе скреперов. Их широкому распространению способствует высокая производительность, универсальность, маневренность, мобильность, автономность, простота конструкции рабочего оборудования и надежность в эксплуатации.

Индексация бульдозеров имеет буквенную и цифровую части, например: Д3-42, ДЗ-170.1 и т. д. Буквенная часть отражает принадлежность бульдозеров к классу землеройно-транспортных машин, а цифровая часть - номер изделия по журналу регистрации (цифра 42 в первом случае) или указывает на связь с моделью базового трактора (базовый трактор Т-170.01 во втором случае).

Бульдозеры классифицируют по номинальному тяговому усилию, ходовым системам базовых машин, назначению и конструктивным особенностям рабочего оборудования.

Основным классификационным признаком, связанным с массой трактора и определяющим технико-экономические показатели бульдозеров, является номинальное тяговое усилие. По ному параметру бульдозеры делят на очень легкие (номинально тяговое усилие до 25 кН), легкие (25-135 кН), средние (135-200 кН), тяжелые (200-350 кН), сверхтяжелые (свыше 350 кН).

По типу ходовой системы базового трактора различают бульдозеры гусеничные и пневмоколесные. Преимущественное распространение получили гусеничные бульдозеры благодаря низкому удельному давлению на, грунт в сочетании с реализацией значительных тяговых усилий и высоких сцепных свойств гусеничных ходовых систем. Колесные машины получили преимущественное распространение там, где определяющим в работе является высокая транспортная скорость и мобильность.

Различают бульдозеры общего, специального и многоцелевого назначения. Бульдозеры общего назначения применяют для землеройно-транспортных и планировочных работ в различных грунтовых условиях в интервале температур окружающего воздуха от +40 до -40 °С.

Бульдозеры специального назначения выполняют узкоспециализированные работы: чистка снега, разработка сыпучих материалов, подземные и подводные работы, работы в зоне заражения химическими и радиоактивными отходами, при высокой (до +60°С) и низкой (до -60°С) температуре. Такие бульдозеры существенно отличаются от бульдозеров общего назначения со ставом рабочего оборудования, системой управления, тепло- и звукоизоляцией и герметичностью кабины управления.

Бульдозеры многоцелевого назначения наряду с землеройно - транспортными работами при соответствующем дооборудовании рыхлят плотные, прочные и мерзлые грунты (при установке рыхлительного оборудования), отрывают узкопрофильные траншеи (при оборудования дисковой фрезой и т. д.).

По способу установки рабочего органа (отвала) различают бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалом. Неповоротный отвал устанавливают перпендикулярно к оси машины, поворотный - под углом к продольной оси машины, причем угол установки может иметь фиксированные значения (при ручном способе) или изменяться от 0° до максимального значения (при гидравлическом изменении положения отвала).

По типу рабочего органа (отвала) различают бульдозеры с прямым, полусферическим, сферическим и специальным (для сыпучих материалов, с толкающей плитой, с амортизаторами и т. д.) отвалом.

По приводу рабочего оборудования различают бульдозеры с гидравлическим и механическим приводом. Практически все современные бульдозеры оснащены гидравлическим приводом рабочего оборудования.

Бульдозеры с неповоротным отвалом (рис.3) агрегатируют с гусеничными тракторами 4 всех известных тяговых классов. Бульдозерное оборудование включает отвал 1, толкающие брусья 5, гидрораскос 2 и гидроцилиндры 3 привода рабочего оборудования.

Рис.3. Бульдозер с неповоротным отвалом

1 - отвал; 2 - гидравлический раскос; 3 - гидроцилиндры подъема; 4 - базовый трактор; 5 - толкающий брус; 6 - гибкие рукава

На неповоротных бульдозерах устанавливают прямые, полусферические и сферические отвалы, а также специальные.

Неповоротные отвалы легких и средних бульдозеров выполнены из лобового листа криволинейной формы, усиленного с тыльной стороны продольными верхней и нижней коробками жесткости и вертикальными ребрами жесткости, неповоротные отвалы тяжелых бульдозеров коробчатого сечения. Козырек в верхней части отвала предотвращает пересыпание грунта через верхнюю кромку. В нижней усиленной части отвала предусмотрен ряд отверстий для крепления средних и крайних ножей. Боковые пластины отвала имеют отверстия для установки уширителей.

Толкающие брусья передают тяговое усилие от базового трактора на отвал. У них коробчатое сечение, они могут быть прикреплены к отвалу жестко (бульдозер ДЗ-42), шарнирно (все отвалы без перекоса), универсальными шарнирами или крестовинами (отвалы с гидроперекосом). К раме гусеничной тележки толкающие брусья крепятся при помощи шаровой опоры.

Между толкающими брусьями и верхней частью отвала устанавливают винтовые или гидравлические раскосы, с помощью которых регулируют угол резания (+-5) и симметричный перекос (+-16), а также систему горизонтальных тяг, соединенных в середине тыльной части отвала механизмом компенсации перекоса. Раскосы и система горизонтальных тяг обеспечивают необходимую продольную и поперечную жесткость рабочего оборудования при воздействии сил сопротивления копанию.

Гидрораскосы снабжены двухсторонними гидрозамками, исключающими самопроизвольное изменение конфигурации рабочего оборудования под действием внешних нагрузок.

Поднимают и опускают рабочее оборудование гидроцилиндрами, что позволяет использовать часть массы машины при заглублении отвала, особенно при разработке плотных грунтов.

Бульдозеры с поворотным отвалом (рис. 4) монтируют гусеничные тракторы 1 тягового класса до 35-го. Бульдозерное оборудование (рис. 4, а) состоит из отвала 4, универсально толкающей рамы 3, толкателей 6, раскосов 5 и гидроцилиндров 2 подъема и опускания отвала.

Рис.4. Бульдозер с поворотным отвалом

а - общий вид; б - универсальная рама; 1 - базовый трактор; 2 - гидроцилиндры привода отвала; 3 - универсальная рама; 4 - отвал; 5 - винтовой раскос; 6 - толкатель; 7 - паровая опора; 8 - проушина для крепления к ходовой тележке трактора; 9 - рама гусеничной тележки

Отвал по конструкции аналогичен отвалу неповоротного бульдозера, но в центре с тыльной стороны расположена пята для соединения с шаровой опорой 7 универсальной толкающей рамы. Поворотный отвал имеет меньшую высоту и применяется преимущественно для выполнения планировочных работ и обратной засыпки траншей. Бульдозер с повернутым в плане отвалом может двигаться вдоль траншеи, при этом грунт перемещается вдоль отвала и ссыпается в траншею.

Универсальная толкающая рама (рис. 4, б) имеет в плане вид арки, в передней части которой приварена шаровая опора, а концы ее шарнирно 8 связаны с рамами гусеничных тележек трактора 9.

Отвал с плане фиксируется двумя боковыми толкателями каждый из которых состоит из упорного бруса и винтового раскоса, связанных шарнирно. Передние концы брусьев и раскосов крестовинами соединены с отвалом. Задняя часть толкателей шкворнями крепится в отверстиях кронштейнов верхней части универсальной рамы. Угол установки отвала в плане изменяют путем перестановки упоров толкателей в соответствующие кронштейны. Угол поворота составляет 25-27° в каждую сторону.

Основными направлениями совершенствования бульдозеров являются расширение типоразмерных рядов (от мини-бульдозеров до машин большой единичной мощности); унификация оборудования; переход к блочно-модульному принципу компоновки оборудования; широкое применение гидропривода не только в управлении рабочим оборудованием, но и в трансмиссии базовых машин; разработка и применение рабочих органов интенсифицирующего действия; полная гидрофикация управления рабочим, оборудованием (изменение угла резания, угла перекоса отвала, угла в плане, смещение отвала вбок и т. д.); внедрение систем автоматического регулирования режимов работы по оптимальному значению силы тяги и по положению рабочего органа при выполнении операций технологического цикла; повышение эксплуатационной экономичности бульдозеров; улучшение эргономических показателей машин (повышение комфортности, улучшение условий труда и безопасности машиниста, использование подрессоренных и шумопоглощающих кабин и т. д.).

Техническая производительность бульдозера при резании и перемещении грунта П^т м³/ч, определяется по формуле

П^т = 3600V_грk_уk_н / T_ц

V_гр - геометрический объем призмы волочения, м; k_у - коэффициент, учитывающий влияние уклона местности на производительность (при работе на подъемах от 5 до 15% k уменьшается от 0,67 до 0,4; при работе на уклонах от 5 до k увеличивается с 1,35 до 2,25); k_н - коэффициент наполнения геометрического объема призмы волочения грунтом, k= 0,85 1,05; T_ц - продолжительность цикла, с.

Объем призмы волочения

V_гр = LH²k_н / 2tgФk_р

L, Н - соответственно длина и высота отвала, м;

Ф - угол естественного откоса грунта в движении, = 20 50;

k_р - коэффициент разрыхления грунта.

Продолжительность цикла Т_ц, с, составляет

Т_ц = L_p/V_p + L_n/V_n + L_o/V_o + t_n

L_p, L_n, L_o - длина соответственно участков резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера, м,

L_p = V_пр/S

S - площадь срезаемого слоя грунта, м², S = Lc (с - средняя толщина срезаемого слоя, м);

V_р, V_n, V_o - скорости бульдозера при резани перемещении грунта и обратном ходе соответственно,

t_n - время на переключение передач во время цикла, с, t_n от 15 до 20.

Грунт режут на низшей передаче со скоростью 2,5-4,5 км/ч, перемещают со скоростью 4,5-6 км/ч

Техническая производительность бульдозера с поворотным отвалом при выполнении планировочных работ П_т, м³/ч будет

П_т = 3600L(LsinQ - 0,5) / n(L/v + t_n)

L - длина планируемого участка, м; Q - угол установки отвала в плане, град; 0,5 - величина перекрытия проходов, м; n - число проходов по одному месту; v - скорость движения бульдозера, м/с.

Дата добавления: 2015-10-21