Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование

где &

пер

- коэффициент перекрытия проходов (k ~ 1,15); Ь

- ширина полосы, захватываемой корчевателем при одном проходе; t/

Teop

- теоретическая

рабочая скорость корчевателя; 8 - буксование корчевателя при расчистке участка; t

Mim

- время на маневрирование в конце каждого прохода; А

пл

длина стороны расчищаемого участка, перпендикулярно которой движется корчеватель. Эксплуатационная производительность кустореза и
корчевателя-собирателя рассчитывается с учетом условий эксплуатации по формуле

экс

= Ј,„А&виАрП,

(5.7)

где k

- коэффициент влияния квалификации оператора; k

- коэффициент использования времени смены; &

вид

- коэффициент влияния видимости

(при дожде и снеге, в тумане, темноте или пыли А:

вид

= 0,8); &

тр

- коэффициент влияния типа трансмиссии (для автоматической коробки передач /

тр

= 1, для коробки с ручным переключением передач &

тр

= 0,8).

Коэффициент влияния квалификации оператора

Уровень квалификации оператора:

высокий.........................................................................................1,00

средний .........................................................................................0,75

низкий............................................................................................0,60

.0,83 .0,75 .0,67

Коэффициент использования времени смены

Количество рабочих минут в 1 ч:

50
...............................................................................

Рыхлители. Предназначены для послойного разрыхления проч-

ных талых и мерзлых грунтов, горных пород и дорожных покры-
тий с целью их последующей разработки и/или перемещения.

Рыхлительное оборудование монтируется на тягаче (как пра-

вило, промышленном гусеничном тракторе) и состоит из одного
(рис. 5.4) или нескольких (рис. 5.5) рыхлительных зубьев, несущей
металлоконструкции, воспринимающей рабочие усилия, и рычаж-
ного механизма (подвески), фиксирующего положение узлов рых-
лителя относительно тягача (рис. 5.6). Обычно рыхлители устанав-
ливают в задней части тягачей, оснащенных бульдозерным обору-
дованием (рис. 5.7). Такая компоновка выравнивает давление гусе-
ниц бульдозерно-рыхлительного агрегата на опорную поверхность,
что улучшает его тяговые характеристики, и позволяет обойтись
одной машиной при совмещении бульдозерных и рыхлительных
работ на одном объекте.

' Заглубление зубьев рыхлителя
в грунт начи-'нается после
движения

тягача.

Этим

обеспечивается

лучшее

использование  его   силы   тяги   на
начальном   этапе   процесса   рых-
ления,   когда   сопротивле-е
заглублению   снижает  сцепную
массу машины. При взламывании
прочной   корки   (замерзший
грунт,

твердое

покрытие),

покрывающей менее прочное

основание, практикуется работа
из приямка -

предварительно отрытой выемки, достаточной для погружения зубьев рыхлителя и по глубине соответствующей заданной глубине
рыхления. Глубина рыхления должна минимум на 20% превышать глубину копания следующих за рыхлителем машин, чтобы исключить
соприкосновение их рабочих органов с неразрыхленным грунтом.

Производительность рыхлительного агрегата можно рассчитать

:о формулам

П =

Ь„.„„ = i

где 0,8 - коэффициент уменьшения средней глубины рыхления по сравнению с глубиной погружения зубьев; 6

рыхл

-ширина полосы рыхления; . /г

рыхл

- глубина

погружения зуба в грунт; L

- длина разрыхляемого участка; k

-коэффициент использования времени смены; /с

пср

-коэффициент перекрытия

проходов при рыхлении (/с

пер

= 1,33); Ј/

- фактическая скорость рыхления;

„ - время маневрирования в течение одного про-

Рис. 5.4. Компоновка одностоечного

рыхлительного оборудования на гусеничном

(5.8)

(5.9)

рыхл

хода (г

шш

= 20 с); b

зуба ~ Рис. 5.5. Рыхлитель с двумя
рыхлящими зубьями

ширина зуба; и

зуб

- число зубьев; р.

скола

- угол скола раковины грунта (мерзлые - 15°, талые - 60°); t - шаг расстановки зубьев.

5.2. БУЛЬДОЗЕРЫ

Бульдозеры предназначены для перемещения больших объемов грунта на короткие расстояния; послойной разработки грунта с его

перемещением на расстояние до 300 м; возведения и чернового профилирования грунтовых насыпей; разравнивания грунта, отсыпанного в

бурты и валы; чернового выравнивания и планировки поверхностей; копания и обратной засыпки траншей. Бульдозеры со специальным

оборудованием используются для толкания скреперов при загрузке, разравнивания и уплотнения бытовых отходов на свалках, перемещения

легких материалов.

Бульдозер - это гусеничный (рис. 5.8) или пневмоколесный (рис.

5.9) трактор, оснащенный навесным бульдозерным оборудованием.

Облегченное рабочее оборудование пневмоколесного бульдозера (рис.

5.10) состоит из отвала, толкающих брусьев, вертикальных гидрав

лических подкосов и гидроцилиндров подъема/опускания отвала.

Тягачи современных бульдозеров оснащаются дизельным двигателем с увеличенным запасом мощности и крутящего момента, ме-

Рис. 5.8. Гусеничный бульдозер:

/ - отвал; 2 - гидроцилиндры подъема/опускания отвала; 3 -

моторный отсек; 4 - кабина машиниста; 5 - упряжной шарнир; 6 -

гусеничная тележка; 7 - толкающий брус; 8 - винтовой подкос

107

ханической или гидромеханической (динамической или объемной) ходовой трансмиссией с коробкой

переключения передач под нагрузкой и гидросистемой управления бульдозерным отвалом. Последняя

позволяет заглублять и выглублять отвал, переводить его в плавающее положение, перекашивать в

поперечной плоскости (рис. 5.11), изменять угол резания, а в бульдозерах с поворотным отвалом - по-

ворачивать его в плане на угол до 25° в обе стороны.

Гусеничный движитель может иметь овальный или треугольный контур. Движитель овального контура (рис. 5.12) имеет традиционную

компоновку, с задней ведущей звездочкой, передним натяжным катком, опорными катками, поддерживающими роликами и механизмом (в ряде

конструкций автоматическим) натяжения гусеницы. Иногда для предотвращения соскакивания гусениц при маневрировании на раме

гусеничной тележки сразу за натяжным катком устанавливается направляющий башмак, охватывающий беговую дорожку траков с боков и

предотвращающий боковое смещение гусеничной ленты относительно натяжного катка.

В движителе треугольного контура (рис. 5.13) несущий участок гусеницы прижимается к грунту двумя ведомыми катками (передним и задним) и

опорными катками, расположенными между ними, а ведущее колесо поднято над опорной поверхностью. Благодаря этому бортовые передачи

защищены от нагрузок, возникающих при поперечных и вертикальных смещениях рам гусеничных тележек, и сни-

Рис. 5.9. Пневмоколесный бульдозер с шарнирно-сочлененной

рамой: / — моторный отсек; 2 — кабина машиниста; 3 —

гидроцилиндр подъема/опускания отвала; 4 - гидроцилиндр

перекоса отвала; 5 - отвал; б - толкающий брус; 7 - упряжной

шарнир

108

а вероятность попадания грязи внутрь механизмов. Высокая ходовая часть улучшает обзор ра-

бочей зоны с места оператора. Вместе с тем ухудшается устойчивость бульдозера из-за высокого центра

тяжести и повышается интенсивность нагружения межтраковых шарниров и зубьев ведущей звездочки

из-за уменьшения угла ее обхвата гусеницей.

Ходовая часть тяжелых бульдозеров (тяжелее 30 т), как правило, оборудована подвеской, у машин меньшей массы рама обычно жестко

крепится к корпусам полуосей заднего моста или шарнир-но - к рамам гусеничных тележек. Многодисковые маслопогружен-ные тормоза (рис.

5.14) расположены в ведущих мостах или бортовых редукторах пневмоколесных машин и бортовых редукторах гусеничных. Они надежны,

долговечны и неприхотливы.

Изменение траектории движения гусеничных бульдозеров осуществляется бортовым поворотом, при котором гусеницы разных бортов имеют

разные (иногда противоположные) скорости. Особенностью ходовой трансмиссии ряда моделей гусеничных бульдозеров является

возможность поворота без прерывания потока мощности к одному из бортов машины.

Некоторые

модели

пневмоколесных

бульдозеров

также

могут

ма

неврировать

за

счет

рассогласования

скоростей

колес

разных

бор

тов

(особенно

малые

короткобазовые

модели),

но

большинстве

слу

чаев

изменение

траектории

их

движения

осуществляется

относитель

ным

поворотом

шарнир-

но-сочлененных

передней

задней

рам

шасси.

Бор

товой

поворот

не

нашел

применения

на

больших

пневмоколесных

тягачах,

так

как

он

вызывает

повы

шенный

износ,

иногда

разрушение

развитого

протектора

шин,

сопро

вождается

большими

зат

ратами

мощности.

Вооб

ще

пневмоколесный

дви

житель

применяется

на

Рис.

5.11.

Перекос

полусферического

отвала

бульдозерах значительно

в поперечной плоскости

109

Рис. 5.10. Облегченное рабочее

оборудование пневмоколесного

реже гусеничного из-за худших тягово-сцепных свойств, большего давления на грунт и высокой вероятности выхода из строя.

Все узлы и агрегаты базовых тягачей закрываются корпусными и облицовочными панелями, призванными защитить их от влаги, грязи и

вандализма, а также обеспечить звукоизоляцию и придать машине привлекательный внешний вид. Операторская кабина изо лирует машиниста
от внешней среды и служит центром управле ния работой машины. Специальные ограждения сохраняют жиз ненное пространство внутри
кабины при опрокидывании машины (конструкции ROPS) или при падении на кабину тяжелых предметов (конструкции FOPS).

В зависимости от назначения применяются гусеничные бульдо зеры со стандартным, удлиненным и уширенным шасси. Стандарт ное шасси

наиболее применимо для общих бульдозерных и плани ровочных работ. Удлиненная гусеничная тележка в сочетании с по вышенной мощностью
двигателя   используются   при   необходимости  повышения   рабочих   скоростей,   более   равномерного   распределения   давления   на   грунт,   улучшения
планирующей   способности   и   курсовой   устойчивости.   Увеличенная   площадь   контакта   гусениц   с   грун том   и   уширенная   колея   повышают
проходимость  машины на слабых грунтах и способствуют эффективной работе на рыхлых или переувлажненных грунтах. При подборе машин с
тем или иным типом шасси следует иметь в виду, что увеличение площади опорной по верхности гусениц приводит к ухудшению маневренности и
повышению затрат мощности на движение и повороты.

Эффективность работы бульдозера во многом определяется со ответствием бульдозерного отвала базовой машине и выполняе мой работе.

При   выборе   отвала   следует   учитывать   преобладаю щий   вид  работ,  свойства  наиболее  часто  встречающихся  грунтов  и   тяговые   возможности
машины.
Прямой отвал или отвал для общих бульдозерных работ (рис. 5.15) используется практически на любых бульдозерных работах. Наиболее эффективен
при разработке грунтов нормальной и повышенной прочности. Имеет наибольшие значения удельной мощности и тяги  на режущей кромке, быстро
заглубляется   в   грунт   и   быстро   наполняется.   Может   работать   с   перекосом   в   поперечной   плоскости,   что   уве личивает   его   универсальность   и
эффективность на прочных грунтах. Прямой отвал - буфер (рис. 5.16) устанавливается на бульдозе-, толкающие скреперы для улучшения заполнения их
ковшей. Уси-нная  дополнительным  листом  лобовая   часть  отвала  прикрыта   ре звой   подушкой,  амортизирующей   удары  о  буферное  устройство
репера. Относительно небольшая длина отвала исключает возмож- >сть повреждения пневмоколес скрепера его угловыми ножами и  ает бульдозер
более   маневренным   при   работе   в   стесненных   усло-В   перерывах   между   загрузками   скреперов   бульдозер   с   таким   'валом   используется   для
подготовки и зачистки карьера и общих

1 1 1

Рис. 5.15. Прямой бульдозерный

отвал общего назначения: 1 - боковой нож; 2 — правая боковая щека; 3 - лобовой лист; 4 — левая боковая щека; 5 - угловой нож; 6 -сменные ножи

режущей кромки

Рис. 5.17. Поворотный бульдозерный отвал:

/ - лобовой лист; 2 - боковой нож;

3 - угловой нож; 4 - сменные ножи режущей кромки

бульдозерных работ. Благодаря повышенной прочности и большей

удельной мощности на режущей кромке может применяться при раз-

работке тяжелых грунтов, но при перемещении грунта малоэффек-

тивен из-за низкой накопительной способности.

Поворотный отвал (рис. 5.17) монтируется на базовой машине с

помощью универсальной или U-образной рамы, благодаря чему

может поворачиваться на угол до 25 ° в плане от прямого положения.

Используется для укладки грунта в боковые валки при пионерном

профилировании дорог, нарезке и обратной засыпки траншей. Из-

за большой длины отличается меньшей жесткостью и низкой

удельной мощностью, поэтому не рекомендуется для тяжелых

работ и скальных грунтов.

Отвальная поверхность сферического или универсального отвала

(рис. 5.18) состоит из одной центральной и двух боковых секций с

цилиндрической поверхностью. Центральная секция занимает не бо-нее 40% площади отвала, а края боковых секций, расположенных в хане под

тупым углом к центральной, выступают вперед на 20... 40 % расстояния между их краями. Угол между ножами боковых секций в плане не

превышает 150°. Сферический отвал облада-

хорошей накопительной способностью, поэтому он применяется для перемещения больших масс грунта на значительные расстояния,

панировки больших площадей, штабелирования сыпучих матери-гюв, загрузки бункеров с эстакад и др. Отвал малоэффективен при копании

грунтов категории II и выше, так как из-за длинной режу-цей кромки плохо заглубляется. Выпускаются сферические отвалы говышенной (на 30... 70

%) вместимости для перемещения очень легких материалов, таких как снег, древесная щепа, уголь, торф и т. п.

Полусферический (полууниверсальный) отвал (рис. 5.19) отличается от сферического соотношением размеров элементов. Центральная секция

занимает 40% и более площади отвала, а края бо-швых секций выступают вперед не более, чем на 20 % расстояния лежду их краями. Угол между

ножами боковых секций в плане не меньше 150°. Боковые секции с краев закрыты боковыми косынками с вертикальными ножами. Косынки

повышают его накопитель-способность, а ножи облегчают нарезку траншей и позволяют работать с перекосом. По накопительной способности

и прочности разрабатываемых грунтов полусферический отвал занимает промежуточное положение между прямым и сферическим.

К числу специальных относятся сферические отвалы увеличенной на 50... 100% вместимости (рис. 5.20) для легких материалов, W-образные

отвалы (рис. 5.21) для бульдозеров-уплотнителей (рис. 5.22), работающих на свалках бытовых отходов, ящичные отвалы (рис. 5.23) для больших

объемов торфа и угля, сферические отвалы переменной кривизны (рис. 5.24) с улучшенной накопительной способностью.

Основными элементами бульдозерного отвала (рис. 5.25) являются лобовой лист с цилиндрической по-

верхностью, ножевая система, плоский козырек, задняя стенка, коробки и ребра жесткости. Торцы прямого

отвала закрываются боковыми косынками, к которым могут крепиться боковые ножи. Лобовой лист обес-

печивает накопление и перемещение

материала, срезаемого ножевой системой

отвала. Угловые ножи повышенной

прочности выступают за габариты режущей

кромки, облегчая

Рис. 5.19. Полусферический

(полууниверсальный) отвал:

/ - боковая косынка; 2 -

центральная

секция

лобового листа; 3 - боковая

секция лобового листа; 4-

боковой нож; 3 - угловой

Рис. 5.21. W-образный отвал для работы на мусорных свалках с боковыми секциями и куполообразным выступом

посередине, сдвигающим мусор под гусеницы или катки бульдозера

заглубление отвала  и уменьшая износ ее ножей. Боковые  ножи  пре дотвращают   повреждение   и   износ   боковых   косынок   при   копании   прочных
грунтов, а также заклинивание отвала при нарезке глубоких траншей. На поворотных отвалах наличие боковых ножей обязательно, так как при
срезке   грунта   один   из   торцов   отвала   всегда  участвует   в   копании.   Верхний   козырек   увеличивает   накопительную  способность   отвала   и
предупреждает   пересыпание   материала   через  его   верхнюю   кромку.   Задняя   стенка,   коробки   и   ребра   жесткости   при дают   отвалу   необходимые
прочность и жесткость и служат для размещения кронштейнов, проушин и других элементов системы соединения отвала с толкающими брусьями и
гидроцилиндрами. Боковые косынки увеличивают накопительную способность прямого отвала, не снижая его способности к внедрению в плотные
грунты.

Рис. 5.22. Кулачковый бульдозер-уплотнитель бытовых отходов:

1 - моторный отсек; 2 - кабина; 3 - передняя рама; 4 - гидроцилиндр подъема/опускания

отвала; 5 - бульдозерный отвал; б - элементы крепления отвала; 7 - передние катки; -8 -

шарнир сочленения передней и задней рам; 9 - задняя рама; 10 - задние катки

114

Рис. 5.20. Сферический отвал

повышенной вместимости для

очень легких материалов

Рис. 5.24. Сферический отвал с

боковыми секциями переменной

кривизны

Неповоротный бульдозерный отвал (рис. 5.26) крепится к базовому тягачу толкающими брусьями и гидроцилиндрами подъе ма/опускания.

Механизм крепления отвала к толкающим брусь ям состоит из вертикальных подкосов с винтовой или гидравли ческой регулировкой длины,
контролирующих поперечный  перекос   и   наклон   отвала,   и   горизонтальных   раскосов,   растяжек   или   кронштейнов, исключающих поперечное
качание   отвала.   Два   гидроцилиндра   подъема/опускания   отвала   соединяют   раму   тягача   с   задней   стенкой   отвала.   Задние   концы   толкающих
брусьев крепятся к рамам гусеничных тележек или к передней части рамы колесно го бульдозера пальцевыми  или сферическими шарнирами,
вокруг   которых   брусья   вращаются   при   подъеме   или   опускании.   Ис пользуются  симметричные  и  несимметричные  схемы  (рис.  5.27)  соединения
отвала с толкающими брусьями.

Традиционная конструкция бульдозерного оборудования с по

воротным отвалом (рис. 5.28) предусматривает соединение отвала
и U - о б р аз н ой т о л к а ю щ е й
рамы, охватывающей гусе
ничные тележки снаружи, ^-^V ^-—~

сферическим шарниром, рас
положенным в центре задней
стенки отвала. Боковые края
задней стенки отвала крепят
ся к толкающей раме подко
сами и раскосами. Подкос
крепится к корпусу раскоса
(как на рисунке) либо они
сходятся к общему шарниру.

Рис. 5.25. Конструкция прямого отвала: I - ножевая система бульдозера; 1' - прямой съемный нож; 1" — угловой съемный

нож; 2 -лобовой лист; 3 - боковая косынка; 4 - трапециевидная лобовая поверхность козырька; 5 - коробка жесткости козырька; 6 -

верхняя коробка жесткости; 7 - вертикальное ребро жесткости; 8 - нижняя коробка жесткости

115

Рис. 5.23. Ящичный отвал

(отвал-совок)

Поворот отвала в плане про-
и з вод и т ся   перест ан овк ой
шарниров   крепления   раско-
сов и подкосов в три распо-
ложенных   друг   за   другом
гнезда,   специально   для   это-
го предусмотренных на тол-

кающей раме. Когда подкосы с раскосами установлены в средние гнезда, отвал перпендикулярен направлению движения бульдозера. Штоки

гидроцилиндров подъема/опускания шарнирно соединены с толкающей рамой, а их корпуса - с рамой тягача.

Современные легкие бульдозеры могут оснащаться поворотным отвалом (рис. 5.29), монтируемым на U-образной толкающей раме, лонжероны

которой проходят между гусеничными тележками и рамой тягача. Отвал крепится к толкающей раме центральным цилиндрическим

шарниром с разнесенными по высоте отвала двумя вертикальными пальцами, двумя гидроцилиндрами поворота и одним гидроцилиндром

перекоса в поперечной плоскости. Верхний пальцевый шарнир может заменяться винтовым механизмом ручной регулировки наклона отвала.

Гидроцилиндры подъема/ опускания расположены горизонтально между гусеничными тележками и рамой бульдозера и крепятся к толкающей

раме и раме машины.

249

7 8 9 10 5 67

8 18

4 2 18 10 5 67

Рис. 5.27. Варианты рычажных механизмов соединения отвала с толкающими

брусьями:

1 - толкающий брус; 2,5 - цилиндрические шарниры; 3 - отвал; 4 - винтовой подкос; 6 -винт; 7 - упорная шайба; 8 - гидравлический подкос; 9 - шаровая опора со

сферической втулкой; 10 - шарнир сферический или шарнир со сферической втулкой; 11 - карданный шарнир; 12 - скоба с направляющими для скольжения

опорной шайбы; 13 - опорная шайба; 14 - регулировочный винт; /5 - втулка, закрепленная на кронштейне толкающего бруса; 16 - палец; 17 - растяжка; 18 -

шаровая опора

Производительность бульдозера (П) определяется по уравнениям:

n = V

/T;

(5.10)

тяг (фопт - / ) -

6улМ-

ст

- 'отЛеА^ .

(5.11)

(5.12)

где F

- объем призмы волочения, перемещаемой бульдозером за один цикл; (7

ТЯГ

- сила тяжести, приходящаяся на движитель; ф

опт

-оптимальный коэффициент

сцепления; / - сопротивление движению по опорной поверхности; С

бул

- сила тяжести бульдозерного оборудования, приходящаяся на режущую

кромку; /

отв

- длина от-

117

Miep

+ tман '

обр

пер

Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование - часть 8