Время на уборку одного дерева

		Диаметр ствола, см
Мощность	Базовое	30. ..60	60. ..90	90. ..120	120... 180	Более 180
трактора,	время В,
кВт	мин	Время на уборку ствола, мин
		М,	А/,	М3	М4	F
		0,50	1,0	4,2	_	_
		0,40	0,7	2,5	5,0	-
		0,10	0,5	1,8	3,6	0,9
		0,08	од	1,2	2,1	0,3

где &_пер- коэффициент перекрытия проходов (k ~ 1,15); Ь₃- 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

П_экс = Ј,„А&виАрП, (5.7)

где k_KB - коэффициент влияния квалификации оператора; k_B - 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 /с_тр = 1, для коробки с ручным пере­ключением передач &_тр = 0,8).

Коэффициент влияния квалификации оператора

Уровень квалификации оператора:

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

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

Коэффициент использования времени смены Количество рабочих минут в 1 ч: 50 ..................................................................... 45 ..................................................................... 40 ...

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

Рыхлители.Предназначены для послойного разрыхления проч­ных талых и мерзлых грунтов, горных пород и дорожных покры­тий с целью их последующей разработки и/или перемещения. Рыхлительное оборудование монтируется на тягаче (как пра­вило, промышленном гусеничном тракторе) и состоит из одного (рис. 5.4) или нескольких (рис. 5.5) рыхлительных зубьев, несущей металлоконструкции, воспринимающей рабочие усилия, и рычаж­ного механизма (подвески), фиксирующего положение узлов рых­лителя относительно тягача (рис. 5.6). Обычно рыхлители устанав­ливают в задней части тягачей, оснащенных бульдозерным обору­дованием (рис. 5.7). Такая компоновка выравнивает давление гусе­ниц 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.

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

Рис. 5.4. Компоновка одностоечного рыхли­тельного оборудования на гусеничном тягаче

' Заглубление зубьев рыхлителя в грунт начи-'нается после движения тя­гача. Этим обеспечивает­ся лучшее использование его силы тяги на началь­ном этапе процесса рых­ления, 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

(5.8)

П =

(5.9)

рыхл

Ь„.„„ = i

хода (гшш = 20 с); b

зуба ~ Рис. 5.5. Рыхлитель с двумя рыхлящими зубьями

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; L₃ - длина раз­рыхляемого участка; k_B -коэффициент использова­ния времени смены; /с_пср -коэффициент перекрытия проходов при рыхлении (/с_пер = 1,33); Ј/_ф - факти­ческая скорость рыхления; „ - время маневрирова­ния в течение одного про-

Рис. 5.6. Варианты компоновки и элементы рыхлительного оборудования:

а - трехточечная подвеска; 6, в, г - параллелограммная подвеска; 1 - нижняя тяговая

рама; 2 - опорная рама, 3 - гидроцилиндр подъема/опускания зуба; 4 - стойка зуба; 5 -

рабочая балка; 6 - защитная накладка; 7 - верхняя тяговая рама; 8 - гидроцилиндр

10

Рис. 5.7. Гусеничный бульдозерно-рыхлительный агрегат с треугольным кон­туром гусениц: 1 - зуб рыхлителя; 2 - рама рыхлителя; 3 - гидроцилиндр подъема/опускания рыхлителя; 4 - гидроцилиндр наклона зуба рыхлителя; 5 - конструкция ROPS; 6 - кабина; 7 - мотор­ный отсек; о - гидроцилиндр подъема/опускания отвала; 9 - гидравлический подкос; 10 -бульдозерный отвал; 11 - толкающий брус; 12 -.гидроцилиндр натяжения гусеницы; 13 -ведущая звездочка; 14 - рама гусеничной тележки

наклона рабочей балки; 9 - гидроцилиндр изменения вылета зуба

ширина зуба; и_зуб - число зубьев; р._скола - угол скола раковины грунта (мерзлые - 15°, талые - 60°); t - шаг расстановки зубьев.

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.

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

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

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 - по­ворачивать 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.

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

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. 5.10. Облегченное рабочее оборудование пневмоколесного бульдозера

а вероятность попа­дания грязи внутрь меха­низмов. Высокая ходовая часть улучшает обзор ра­бочей 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 в большинстве слу­
чаев изменение траектории их движения осуществляется относитель­
ным поворотом шарнир-
но-сочлененных передней
и задней рам шасси. Бор­
товой поворот не нашел
применения на больших
пневмоколесных тягачах,
так как он вызывает повы­
шенный износ, а иногда и
разрушение развитого
протектора шин, и сопро­
вождается большими зат­
ратами мощности. Вооб­
ще пневмоколесный дви­
житель применяется на Рис. 5.11. Перекос полусферического отвала
бульдозерах значительно в поперечной плоскости

Рис. 5.12. Гусеничная тележка промышленного трактора:

1 - трак; 2 - грунтозацеп; 3 - натяжной каток; 4 - защитный кожух; 5 - ведущая звездоч­ка; 6 - опорный каток; 7 - рама гусеничной тележки; 8 - межтраковый шарнир; 9 - пре­дохранительно-направляющий башмак

Рис. 5.13. Гусеничная тележка треугольного контура:

Рис. 5.14. Многодисковый маслопогружной тормоз: 1 - отжимная пружина; 2 - поршень; 3 - нажимной диск; 4 - ведомый диск; J - ведущий диск НО

1 - задний опорный каток; 2 - ведущая звездочка; 3 - промежуточные опорные катки; 4 - опорный участок гусеницы; 5 - передний натяжной каток

,

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 изо­лирует машиниста от внешней среды и служит центром управле­ния работой машины. Специальные ограждения сохраняют жиз­ненное пространство внутри кабины при опрокидывании машины (конструкции ROPS) или при падении на кабину тяжелых предме­тов (конструкции FOPS).

В зависимости от назначения применяются гусеничные бульдо­зеры со стандартным, удлиненным и уширенным шасси. Стандарт­ное шасси наиболее применимо для общих бульдозерных и плани­ровочных работ. Удлиненная гусеничная тележка в сочетании с по­вышенной 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 грун­том 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 по­верхности гусениц приводит к ухудшению маневренности и повы­шению затрат мощности на движение и повороты.

Эффективность работы бульдозера во многом определяется со­ответствием бульдозерного отвала базовой машине и выполняе­мой работе. При выборе отвала следует учитывать преобладаю­щий 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 уве­личивает 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 ре­звой 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

бульдозерных работ. Благодаря повышенной прочности и большей удельной мощности на режущей кромке может применяться при раз­работке тяжелых грунтов, но при перемещении грунта малоэффек­тивен 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

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

1 6 5

Рис. 5.16. Прямой отвал-буфер

для бульдозера-толкача: 1 - боковой нож; 2 - боковая косын­ка; 3 - лист усиления с резиновой подушкой; 4 — лобовой лист; 5 — сменные ножи режущей кромки; 6 -угловой нож

Рис. 5.18. Сферический (универ­сальный) отвал: / - центральная секция лобового листа; 2 - боковая секция лобово­го листа; 3 - боковая косынка; 4 -угловой нож; 5 - сменные ножи режущей кромки

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.

Рис. 5.19. Полусферический (полууниверсальный) отвал: / - боковая косынка; 2 - централь­ная секция лобового листа; 3 - бо­ковая секция лобового листа; 4- бо­ковой нож; 3 - угловой нож; 6-сменные ножи режущей кромки

Основными элементами бульдо­зерного отвала (рис. 5.25) являются лобовой лист с цилиндрической по­верхностью, ножевая система, пло­ский козырек, задняя стенка, коробки и ребра жесткости. Торцы прямого отвала закрываются боковыми ко­сынками, к которым могут крепить­ся боковые ножи. Лобовой лист обес­печивает накопление и перемещение материала, срезаемого ножевой си­стемой отвала. Угловые ножи повы­шенной прочности выступают за га­бариты режущей кромки, облегчая

Рис. 5.20. Сферический отвал повышенной вместимости для очень легких материалов

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 пре­дотвращают 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 при­дают 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

Рис. 5.24. Сферический отвал с

Рис. 5.23. Ящичный отвал (отвал-совок)

боковыми секциями переменной

кривизны

Неповоротный бульдозерный отвал (рис. 5.26) крепится к ба­зовому тягачу толкающими брусьями и гидроцилиндрами подъе­ма/опускания. Механизм крепления отвала к толкающим брусь­ям состоит из вертикальных подкосов с винтовой или гидравли­ческой 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 колесно­го бульдозера пальцевыми или сферическими шарнирами, вок­руг которых брусья вращаются при подъеме или опускании. Ис­пользуются 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-образной толкающей
рамы, охватывающей гусе­
ничные тележки снаружи, ^-^V ^-—~⁵ ~~^nsv
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.

Поворот отвала в плане про­изводится перестановкой шарниров крепления раско­сов и подкосов в три распо­ложенных друг за другом гнезда, специально для это­го предусмотренных на тол-

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

249

7 8 9 10 5 67

8 18

4 2 18 10 5 67

10

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.

Рис. 5.26. Бульдозерное оборудование с прямым отвалом:

I ~ бульдозерный отвал; 2 - толкающий брус; 3 - гидроцилиндры подъема/опускания отвала; 4 - гидравлический подкос; 5 - шарнир крепления толкающего бруса к раме гусе­ничной тележки (упряжной шарнир); 6 - винтовой подкос; 7 - горизонтальные раскосы

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_np/T; (5.10)

^Стяг (фопт - / ) - ^С6улМ-_ст - 'отЛеА^ .

Miep

(5.11)

|

+ t

ман '

(5.12)

и

и

обр

пер

U,

где F_np - 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-

3 4

вала бульдозера; /г_рез - толщина слоя грунта, подрезаемого для ком­пенсации потерь в боковые валики; А:_рез - удельное сопротивление грунта резанию; у_пр - масса единицы объема разрыхленного грунта призмы волочения; g - ускорение свободного падения; ц_гр - коэф­фициент трения грунта призмы волочения по грунту; ц_ст- коэффи­циент трения стали отвала по грунту; у° - угол резания; Т - про­должительность рабочего цикла бульдозера; L_Ha6 - длина пути на­бора призмы волочения; С/_наб - средняя скорость бульдозера при наборе призмы волочения; Z_nep - длина пути перемещения призмы волочения; Ј/_пер - средняя скорость бульдозера при перемещении призмы волочения; U_o5p - средняя скорость обратного хода бульдо­зера; ?_ман - время на маневрирование в течение цикла (не более 17с).

Рис. 5.28. Бульдозерное оборудование с поворотным отвалом: / - отвал; 1' - поворот отвала в плане; 2 - вертикальный подкос; 3 - гидроцилиндры подъема/опускания тяговой рамы; 4 - кронштейн крепления подкоса к раскосу; 5 - крон­штейн крепления раскоса к тяговой раме (3 на лонжероне); 6 - упряжные шарниры креп­ления тяговой рамы к рамам гусеничных тележек; 7 - тяговая рама; S - горизонтальный раскос (на виде сверху закрыт подкосом); 9 - кронштейны крепления штоков гидроци­линдров подъема и опускания к тяговой раме; 10 - сферический шарнир крепления отва­ла к тяговой раме

[

Рис. 5.29. Бульдозер с поворотным отвалом и U-образной внутренней рамой: / — правый гидроцилиндр подъема/ опускания толкающей рамы; 2 - механизм ручной регулировки угла резания; 3 - гидроцилиндр поперечного перекоса отвала; 4 - защит­ный кожух гидроцилиндра; 5 - отвал; 6 - U-образная толкающая рама; 7 - правый гид­роцилиндр поворота отвала в плане

Сравнительные характеристики бульдозеров, производимых в России и Белоруссии, показаны в табл. 5.4.

Таблица 5.4 Характеристики бульдозеров производства России и Белоруссии

		Макси-
		мальное	Мощ-
Марка	Базовая машина	тяговое усилие,	ность, кВт	Масса, кг
		кН
ДЗ-82 ДЗ-186 ДЗ-42Б ДЗ-162-1	МТЗ-82 ДТ-75Н ДТ-75Н-РС2 ДТ-75Т-РС2	14 36,5 36,5 52,2	55 70 70 70	3990 7400 7390 7160

Окончание табл. 5.4

		Макси-
Марка	Базовая машина	мальное тяговое	Мощ­ность ,	Масса, кг
		усилие,	кВт
		кН
Т-4АП2 ОБГН-4М	Т-4АП2	131,2	95 5
Б-170М.01Е	Т-170.01
ДЗ-171.1 Б-Ю.02Е АМКОДОР-872 ДЭТ-250М2 Б1Р1 Т-ЗЗОР1-01 ДЭТ-350 Б1Р1 Т-25.01 БР-1 БелАЗ-78202 Т-35.01Р-1 ДЗ-141УХЛ	Т-170.1 Т- 10.02 Колесное шасси ДЭТ-250 Т-330 ДЭТ-350 Т-25.01 Колесное шасси Т-35.01 Т-500	142 220 256 400 670 400 750 750 818 850	132 246 237,4 250 257,4 272 365,5 367 353	18600 20157 27000 41340 50520 44427 31600 43300 59900 58600
Т-50.01	Т-50.01	-

СКРЕПЕРЫ

Скреперы (рис. 5.30) предназначены для послойной разработки грунтов до 111-й категории прочности включительно, их транспорти­рования на расстояние до 7 км, послойной выгрузки грунта в земля­ное сооружение с одновременным разравниванием. При движении по свежеотсыпанному грунту скрепер частично уплотняет его, но обычно этот эффект в технологии производства работ не учитывает­ся. Лучше всего разработке скреперами поддаются супеси и суглин­ки оптимальной и меньшей влажности без крупных каменистых вклю­чений, которые хорошо заполняют ковш и легко выгружаются.

Влажные глины и почвы налипают на рабочее оборудование, затрудняя его работу, а предварительно не разрыхленные прочные грунты и грунты с крупными каменистыми включениями могут вывести из строя ножевую систему скрепера.

Основным элементом рабочего оборудования скрепера являет­ся ковш, который срезает, накапливает и перемещает разработан­ный грунт. Ковш также играет роль силовой конструкции, на ко­торой монтируются ножевая система, передняя заслонка или эле­ватор, дополнительные грунтоподъемные механизмы, ходовое обо­рудование, сцепное устройство и исполнительные органы системы управления работой машины.

Классификация скреперов (рис. 5.31) возможна по нескольким признакам. Прицепной скрепер оснащен всем необходимым для

Рис. 5.30. Самоходный скрепер с принудительной загрузкой ковша

разработки, транспортирования и выгрузки грунтов, включая хо­довое оборудование и системы управления, но энергию, необходи­мую для этого, он получает от тягача - как правило, промышлен­ного гусеничного трактора.

Сила тяги, передаваемая через сцепное устройство, обеспечива-разработку грунта и заполнение ковша, а энергия для работы шолнительных механизмов, облегчающих загрузку и разгрузку

			Скреперы
Компоновка	Способ загрузки	Способ разгрузки
				Г^
1 1	1 ~1
Прицепные	Полуприцепные	Самоходные	>н S к	Механизированный	Свободный	Полупринудительный	Принудительный

ас. 5.31. Классификация скреперов по компоновке и конструкции основных

агрегатов

Окончание табл. 5.4

		Макси-
Марка	Базовая машина	мальное тяговое	Мощ­ность ,	Масса, кг
		усилие,	кВт
		кН
Т-4АП2 ОБГН-4М	Т-4АП2	131,2	95 5
Б-170М.01Е ДЗ-171.1 Б-Ю.02Е АМКОДОР-872 ДЭТ-250М2 Б1Р1 Т-ЗЗОР1-01 ДЭТ-350 Б1Р1 Т-25.01 БР-1 БелАЗ-78202 Т-35.01Р-1 ДЗ-141УХЛ	Т-170.01 Т-170.1 Т- 10.02 Колесное шасси ДЭТ-250 Т-330 ДЭТ-350 Т-25.01 Колесное шасси Т-35.01 Т-500	142 142 220 256 400 670 400 750 750 818 850	125 125 132 246 237,4 250 257,4 272 365,5 367 353	18595 18600 20157 27000 41340 50520 44427 31600 43300 59900 58600
Т-50.01	Т-50.01	-

СКРЕПЕРЫ

Скреперы (рис. 5.30) предназначены для послойной разработки грунтов до 111-й категории прочности включительно, их транспорти­рования на расстояние до 7 км, послойной выгрузки грунта в земля­ное сооружение с одновременным разравниванием. При движении по свежеотсыпанному грунту скрепер частично уплотняет его, но обычно этот эффект в технологии производства работ не учитывает­ся. Лучше всего разработке скреперами поддаются супеси и суглин­ки оптимальной и меньшей влажности без крупных каменистых вклю­чений, которые хорошо заполняют ковш и легко выгружаются.

Влажные глины и почвы налипают на рабочее оборудование, затрудняя его работу, а предварительно не разрыхленные прочные грунты и грунты с крупными каменистыми включениями могут вывести из строя ножевую систему скрепера.

Основным элементом рабочего оборудования скрепера являет­ся ковш, который срезает, накапливает и перемещает разработан­ный грунт. Ковш также играет роль силовой конструкции, на ко­торой монтируются ножевая система, передняя заслонка или эле­ватор, дополнительные грунтоподъемные механизмы, ходовое обо­рудование, сцепное устройство и исполнительные органы системы управления работой машины.

Классификация скреперов (рис. 5.31) возможна по нескольким признакам. Прицепной скрепер оснащен всем необходимым для

Рис. 5.30. Самоходный скрепер с принудительной загрузкой ковша

разработки, транспортирования и выгрузки грунтов, включая хо­довое оборудование и системы управления, но энергию, необходи­мую для этого, он получает от тягача - как правило, промышлен­ного гусеничного трактора.

Сила тяги, передаваемая через сцепное устройство, обеспечива­ет разработку грунта и заполнение ковша, а энергия для работы дополнительных механизмов, облегчающих загрузку и разгрузку

Скреперы

Компоновка

Способ загрузки

Способ разгрузки

| ~~]

« 3

Я

л

к

ч

<ц

д

л

А

л

ж

а

Я

л

и

С ID

U S

о ft

>я

>1

tf

и

IS

а

В 0>

ft

1 х

со S

1 о

ft

а s л С

Ј. о С

о ев и

о g эд

а 1 S

ю о ш и

ь о С

ft с

Рис. 5.31. Классификация скреперов по компоновке и конструкции основных

агрегатов

ковшами систем управления подается от тягача отдельной транс­миссией прямо к двигателям этих механизмов и систем. В совре­менных машинах чаще всего для этих целей используют гидравли­ческие системы и объемный гидропривод. Применение быстроразъ-емных гидравлических муфт позволяет сократить простои тягача и предотвратить загрязнение окружающей среды рабочей жид­костью.

Полуприцепные скреперы своей передней частью опираются не на собственные передние колеса, а на сцепное устройство тягача, в качестве ^которого может использоваться гусеничный или пневм'о-колесный трактор. Работа механизмов и технология применения полуприцепного скрепера не отличается от прицепного, но исполь­зовать тягач отдельно от скрепера сложнее, так как для их сцепки и расцепки необходимо грузоподъемное оборудование. В мировой практике эта компоновка широкого применения не нашла.

Более распространены самоходные скреперы (рис. 5.32), в кото­рых одноосный тягач и скреперное оборудование составляют еди­ное целое. Скреперный ковш опирается на два пневмоколеса, вы­несенных за его задний обрез. К боковым стенкам ковша шарнир-но крепятся концы боковых тяг П-образной тяговой рамы, попе­речная балка которой через хобот соединена с шарнирно-сцепным устройством тягача. К поперечной балке тяговой рамы крепится гидроцилиндр подъема/опускания ковша, шток которого шарнир-но закреплен на балке, соединяющей впереди стенки ковша.

В обычных скреперах передний зев ковша закрывается заслон­кой, которой управляют гидроцилиндры, установленные на стен­ках ковша. Длинноходовой гидроцилиндр, размещенный в метал-

Рис. 5.32. Самоходный скрепер:

1 - одноосный тягач; 2 - сцепное устройство; 3 - гидроцилиндр поворота скрепера; 4 -хобот тяговой рамы; 5 - гидроцилиндр подъема/опускания ковша; 6 - заслонка; 7- гид­роцилиндр подъема/опускания заслонки; 8 - ковш; 9 - козырек задней подвижной стен­ки; 10 - задний двигатель скрепера; 11 ~ буфер для толкания при загрузке; 12 ~ заднее ведущее колесо; 13 - боковая тяга тяговой рамы; 14 - ножевая система скрепера;

15 - ведущее колесо тягача

деконструкции заднего буфера, выдвигает заднюю стенку, прибли-ясая ее к зеву ковша. Выдвижение стенки ускоряет разгрузку ковша Л позволяет сделать ее более полной.

Перекосы задней стенки при движении по ковшу предотвраща­ются несколькими парами роликов, на которых стенка перекаты­вается по днищу, боковым стенкам ковша и специальным направ­ляющим. Нижняя кромка переднего зева ковша образована под-ножевой плитой, к которой болтами крепятся сменные ножи. Но­жевая система скрепера состоит из нескольких горизонтальных ножей, образующих режущую кромку ровной, ступенчатой (рис. 5.33, а, б) и овальной формы, или ножей с зубьями (рис. 5.33, в).

Ступенчатая и особенно овальная кромки сокращают время загрузки ковша скрепера на 10...20%, повышая при этом степень его заполнения на 18... 25 %, но планирующая способность скрепе­ра с такой кромкой резко ухудшается. На передних гранях боко­вых стенок ковша крепятся боковые ножи, подрезающие стружку грунта с боков и препятствующие уходу грунта в боковые валики. Двигатель, трансмиссия и кабина тягача расположены впереди ведущих пневмоколес, а шарнирно-сцепное устройство - над их осью. Такая компоновка повышает силу тяги и снижает момент со­противления повороту при ма­неврировании скрепера. Ароч­ная форма хобота позволяет по­ворачивать тягач относительно ковша на угол до 90 °, при кото­ром радиус поворота скрепера минимален. В ряде конструкций применяется азотно-масляный

*•• ^"

•••EJBB

Рис. 5.33. Ножевая система скрепера: а - с прямой режущей кромкой; б - с высту­пающим средним ножом; в - с зубьями

6 5

Рис. 5.34. Азотно-масляный амортизатор сцепного устройства самоходного

скрепера:

1 - гидроцилиндр; 2 - переходное звено; 3 - хобот тяговой рамы скрепера; 4 - полость амортизатора с азотом; 5 - полость амортизатора с маслом; 6 - гидромагистраль под­питки; 7 - регулировочный клапан; 8 - жиклер-ограничитель

аккумулятор (рис. 5.34), в котором сжатый азот поглощает энер­гию толчков, передающихся на шарнирно-сцепное устройство с тягача и ковша при быстрой езде по неровной поверхности.

При вертикальных колебаниях рамы скрепера масло нагнетает­ся гидроцилиндром через жиклер и регулировочный клапан в амор­тизаторы, где энергия толчков расходуется на сжатие и нагрев азо­та. Жиклер предотвращает возвращение ударной волны давления из амортизатора в гидроцилиндр. Регулировочный клапан позво­ляет менять чувствительность системы.

Мерилом эффективности рабочего процесса скрепера являются скорость и степень заполнения его ковша. В современных маши­нах их увеличения добиваются:

оптимизацией формы режущей кромки;

использованием бульдозеров-толкачей;

сцепкой двух скреперов цугом (рис. 5.35), когда грунт набира­ется скреперами по очереди с использованием силы тяги обеих ма­шин, а перевозится автономно;

загрузкой ковша дополнительными устройствами - скребковым (рис. 5.36) или винтовым (рис. 5.37) конвейером.

V k

Производительность скрепера рассчитывается по уравнениям:

(5.13) (5.14)

Рис. 5.35. Поочередное заполнение двух скреперов, работающих в сцепке цу­гом, когда грунт набирается скреперами по очереди с использованием силы тяги

обеих машин

_где у_к ^ объем ковша скрепера «с шапкой» (для скрепера с загруз­кой собственной тягой = 140% геометрической вместимости ков­ша, которая определяется по технической характеристике либо ум­ножением площади боковой стенки ковша на его ширину); А:_нап -коэффициент наполнения ковша (табл. 5.5) для скрепера со всеми ведущими колесами и при работе с толкачом увеличивается на 15%; Т- время цикла; k_s - коэффициент использования времени смены; /_зап - время заполнения ковша; г_тр - время транспортирования грунта к месту выгрузки; г_раз - время разгрузки ковша; г_хол - время возвра­щения пустого скрепера к месту набора грунта (время холостого хода); г_ман - время маневрирования за один рабочий цикл (60... 80 с).

Рис. 5.36. Скреперный ковш с загрузочным скребковым конвейером:

~ ведущая звездочка с приводом; 2 - втулочно-роликовая цепь элеватора; 3 - кронш­тейн шарнирного крепления конвейера; 4 - скребок

где В_к - ширина зева ковша скрепера; /г_стр - толщина срезаемой струж­ки; kpai ~ коэффициент разрыхления разрабатываемого материала; U"w ~ начальная скорость скрепера при заполнении ковша; Ј/₃^к_а°_п^н -конечная скорость скрепера при заполнении ковша; L_Tp - расстоя­ние перевозки грунта; U^ - коммерческая скорость груженого скре­пера; Ј_ХОл - расстояние от места выгрузки до места заполнения ков­ша; и*оя ~ коммерческая скорость пустого скрепера.

Для скрепера, оборудованного дополнительными механизмами загрузки ковша, время его заполнения рассчитывается по произво­дительности элеватора или шнека:

С=К/П_ДОП, (5.18)

где П_доп - производительность элеватора или шнека.

Отечественной промышленностью выпускается прицепной скре­пер ДЗ-172 с ковшом номинальной вместимости 11 м³ и грузоподъ­емностью 16,5 т, рассчитанный на работу в сцепке с тягачом Т-170.

Ряс. 5.37. Устройство скреперного ковша с винтовым конвейером: А - опорный подшипник шнека; В — вал шнека; С - гидромотор привода шнека; D -поперечная балка крепления шнека; Е - боковая стенка ковша; F - гидроцилиндр выдви­жения задней стенки; G - задняя подвижная стенка ковша; Н - ножевая система скрепер­ного ковша; / - передняя заслонка ковша

Таблица 5.5