Конструкция бульдозерного отвала.
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ
РОССЫПНЫХ И МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Н.Н. Клочков
Горные машины и оборудование
Для разработки россыпных месторождений
Часть 3
Выемочно-транспортирующие машины.
Учебное пособие для студентов специальности 09.05
“Открытые горные работы”
МОСКВА
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение …………………………………………………………. | ||
| 9. Бульдозеры ………………………………………………………. | ||
| 9.1. Конструкция бульдозерного отвала …………………………... | ||
| 9.2. Бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалом ……….. | ||
| 9.3. Гидравлическая система управления отвалом бульдозера …. | ||
| 9.4. Бульдозеры с навесными рыхлителями ……………………… | ||
| 10. Скреперы ………………………………………………………… | ||
| 11. Одноковшовые фронтальные погрузчики …………………….. | ||
| 12. Грейдеры …………………………………………………………. | ||
Введение
Выемочно-транспортирующими машинами называются такие машины, которые одновременно с отделением (или после отделения) горной породы от массива транспортируют ее, причем движение рабочего органа в этот период осуществляется перемещением всей машины за счет развиваемого ею тягового усилия.
Выемочно-транспортирующие машины можно разделить на два основных типа: ножевые (бульдозеры, рыхлители, грейдеры) и ковшовые (скреперы, одноковшовые фронтальные погрузчики).
Бульдозеры
Бульдозеры предназначены для послойной выемки пород I – IV категории без предварительного рыхления и перемещения на расстояние не более 150 м, так как при перемещении горной массы волоком часть ее теряется в результате высыпания по бокам отвала. Скальные породы могут ими послойно разрабатываться после предварительного рыхления.
Бульдозер – выемочно-транспортирующая машина, состоящая из трактора, оборудованного отвалом с ножом и системой управления отвалом. Порода срезается ножом, скапливается перед отвалом и перемещается по поверхности рабочей площадки при передвижении бульдозера за счет тягового усилия, развиваемого трактором.
Трактор – самоходная машина на гусеничном или пневмоколесном ходу. Тракторы характеризуются тяговым классом, т.е. максимальной свободной силой тяги (в кН), обеспечиваемой на крюке базового трактора при нормативной скорости движения. Тяговый класс указывается в скобках. Промышленные гусеничные тракторы выпускаются тяговых классов (60), (100), (150), (250), и (350) кН на заводах Брянский тракторный, АО «Уралтрак» (Челябинск), АО «Промтрактор» (Чебоксары).
Заводы, выпускающие промышленные тракторы, сами производят и устанавливают на них навесное оборудование.
Наиболее широкую гамму бульдозеров предлагает АО «Промтрактор», у которого типоразмерный ряд состоит из 6 базовых моделей в диапазоне мощности 123 – 550 кВт (см.табл.9.1.).
Таблица 9.1.
Техническая характеристика бульдозеров АО «Промтрактор»
| Показатели | Модели бульдозеров | |||||
| Т-11.01 | Т-15.01 | Т-20.01 | Т-25.01 | Т-35.01 | Т-50.01 | |
| Мощность двигателя, кВт | ||||||
| Максимальная скорость передвижения, км/ч вперед | 11,0 | 11,1 | 10,4 | 11,7 | 11,9 | 12,0 |
| назад | 14,4 | 14,2 | 13,3 | 13,4 | 14,3 | 14,2 |
| Тип бульдозерного отвала | полусферический | |||||
| Ширина отвала, мм | ||||||
| Высота отвала, мм | ||||||
| Расчетный объем призмы волочения, м3 | 5,8 | 6,8 | 10,0 | 11,0 | 18,5 | 25,5 |
| Максимальный угол поперечного перекоса отвала, град. | ||||||
| Эксплуатационная масса, т | 46,8 | 61,5 | 95,5 |
На базовых тракторах устанавливают двигатели производства Ярославского моторостроительного объединения и фирмы Cummins (США).
АО «Уралтрак» выпускает гусеничные бульдозеры пяти базовых моделей (см.табл.9.2.).
Таблица 9.2.
Техническая характеристика бульдозеров АО «Уралтрак»
| Показатели | Модели бульдозеров | ||||
| Б10.010ЗЕР | Б10.02ЕР | Б15.4321 | Б15.4221 | ДЭТ-250М2Б1Р1 | |
| Мощность двигателя, кВт | |||||
| Максимальная скорость передвижения, км/ч вперед | 10,4 | 10,0 | 10,4 | 10,0 | 10,0 |
| назад | 10,2 | 12,3 | 10,2 | 12,3 | 16,0 |
| Тип бульдозерного отвала | Полусферический | ||||
| Ширина отвала, мм | |||||
| Высота отвала, мм | |||||
| Расчетный объем призмы волочения, м3 | 4,75 | 4,75 | 6,5 | 6,5 | 10,5 |
| Максимальный угол поперечного перекоса отвала, град. | |||||
| Эксплуатационная масса, т | 19,1 | 20,2 | 23,8 | 24,2 | 41,3 |
Гусеничные тракторы обычно имеют дизельный привод. В АО «Уралтрак» выпускается единственная модель дизель-электрического трактора ДЭТ-250М, у которого силовая установка состоит из дизеля, расположенного в передней части машины, и генераторной установки, установленной сзади.
В настоящее время парк зарубежных бульдозеров в России представлен машинами следующих фирм: Caterpillar, Komatsu, Dressta, Libherr.
Таблица 9.3.
Техническая характеристика бульдозеров фирмы Caterpillar (США)
| Показатели | Модели бульдозеров | |||
| D8R | D9R | D10R | D11R | |
| Мощность двигателя, кВт | ||||
| Максимальная скорость передвижения, км/ч вперед | 10,8 | 11,8 | 12,5 | 11,6 |
| назад | 13,9 | 14,7 | 15,6 | 14,1 |
| Тип бульдозерного отвала | Полусферический | |||
| Ширина отвала, мм | ||||
| Высота отвала, мм | ||||
| Расчетный объем призмы волочения, м3 | 8,68 | 13,5 | 18,5 | 27,2 |
| Эксплуатационная масса, т | 37,6 | 48,4 | 65,8 | 97,3 |
Таблица 9.4.
Техническая характеристика бульдозеров фирмы Komatsu (Япония)
| Показатели | Модели бульдозеров | |||
| D155А-3 | D275А-2 | D355А-3 | D375А-2 | |
| Мощность двигателя, кВт | ||||
| Максимальная скорость передвижения, км/ч вперед | 11,0 | 11,8 | 12,7 | 11,8 |
| назад | 13,4 | 14,9 | 12,6 | 15,8 |
| Тип бульдозерного отвала | Полусферический | |||
| Ширина отвала, мм | ||||
| Высота отвала, мм | ||||
| Расчетный объем призмы волочения, м3 | 8,8 | 12,8 | 15,1 | 17,3 |
| Эксплуатационная масса, т | 36,4 | 48,9 | 53,9 | 63,2 |
Проведенные сравнительные испытания отечественных и импортных бульдозеров показали, что по технической производительности бульдозеры практически равноценны. Однако опыт эксплуатации бульдозеров в производственных условиях показывает, что зарубежные бульдозеры превосходят отечественные аналоги по показателям годовой наработки (в моточасах) в среднем на 15% и годовой эксплуатационной производительности на 30%. Это объясняется их более высоким уровнем безотказности и, тем самым, более высоким коэффициентом технического использования машин.
Конструкция бульдозерного отвала.
Основным рабочим органом бульдозера является отвал (см. рис.9.1.). Передняя часть отвала представляет собой изогнутый стальной лист, в нижней части которого закреплен нож. Для увеличения жесткости отвал усилен ребрами.
Рис. 9.1. Конструкция бульдозерного отвала
1 – лобовой лист; 2 – боковой нож; 3 – средний нож; 4 – боковая щека;
5 – козырек; 6 – верхняя коробка; 7 – нижняя коробка.
Лобовой лист 1 обеспечивает накопление и перемещение породы, срезаемой ножевой системой отвала. Боковые ножи 2 повышенной прочности выступают за габариты отвала, облегчая его заглубление и уменьшая износ среднего ножа. Верхний козырек 5 увеличивает накопительную способность отвала и предупреждает пересыпание породы через его верхнюю кромку.
Эффективность работы бульдозера во многом определяется соответствием конструкции бульдозерного отвала базовой машине и выполняемой работе. При выборе отвала следует учитывать преобладающий вид работ, свойства разрабатываемых пород и тяговые возможности машины.
Прямой отвал используется практически на любых бульдозерных работах (рис.9.2.). Он наиболее эффективен при разработке пород повышенной прочности. Обеспечивает достижение наибольших значений удельной мощности и тяги на режущей кромке, быстро заглубляется в породу и быстро наполняется. Однако он обеспечивает перемещение наименьшего по объему вала породы. Поэтому его применяют в основном на бульдозерах малой мощности.
Рис. 9.2. Прямой бульдозерный отвал
1 – вертикальный нож; 2 – боковина; 3 – лобовой лист;
4 – средний нож; 5 – боковой нож.
Отвальная поверхность сферического отвала состоит из одной центральной и двух боковых секций с цилиндрической поверхностью (рис.9.3.).
Рис. 9.3. Сферический бульдозерный отвал
1 – центральная секция лобового листа; 2 – боковая секция лобового листа;
3 – боковина; 4 – боковой нож; 5 – средний нож.
Центральная секция занимает не более 40% площади отвала, а края боковых секций, расположенных в плане под тупым углом к центральной, выступают вперед на 20 – 40% расстояния между их краями. Угол между ножами боковых секций в плане не превышает 1500. Сферический отвал обладает хорошей накопительной способностью, поэтому он применяется для перемещения больших объемов пород на значительные расстояния. Однако отвал этого типа малоэффективен при выемке пород выше II категории, так как из-за длинной режущей кромки плохо заглубляется и возможна перегрузка базовой машины.
Полусферический отвал отличается от сферического соотношением размеров его элементов. Центральная секция занимает 40% и более площади отвала, а края боковых секций выступают вперед не более, чем на 20% расстояния между их краями. Угол между ножами боковых секций в плане не меньше 1500. Боковые секции с краев закрыты боковыми косынками с вертикальными ножами. Косынки повышают его накопительную способность, а ножи облегчают нарезку траншей.
По накопительной способности и прочности разрабатываемых пород полусферический отвал занимает промежуточное положение между прямым и сферическим и является в настоящее время наиболее распространенным на мощных бульдозерах.