 |
Обзор и анализ существующих конструкций бульдозеров
|
|
|
|
Введение
Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочем органом, выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении. К этой группе машин относится: бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдеры. Первые два типа машин, особенно бульдозеры, широко используются в промышленном и гражданском строительстве. В зависимости от вида рабочего оборудования отдельный грунт накапливается перед отвалом или поступает в ковш, в котором транспортируется к месту отсыпки. Основными преимуществами землеройно-транспортных машин является возможность совмещения в одном рабочем цикле всего комплекса операций по копанию, перемещению, отсыпания грунта с предварительным разравниванием и частичным уплотнением, простота конструкции и высокая производительность.
История создания
История возникновения современных бульдозеров берет свое начало с модели трактора, содержащего навесное бульдозерное оборудование, который был создан в 1921 году двумя американскими инженерами D. Best и В. Holt - они и считаются изобретателями гусеничного хода. Также они впоследствии основали компанию под названием «Caterpillar» (гусеница). Уже в то время были созданы основные конструктивные понятия: силовая установка, имеющая вид двигателя внутреннего сгорания, ходовые детали гусеничного типа, бульдозерное оборудование, которое крепится с помощью навешивания спереди основной машины. В течение последующего времени в мире происходило бурное усовершенствование конструкции бульдозера, особенно это касается послевоенного периода. За этот отрезок времени были изобретены новые приводы хода, гидродинамическая и гидростатическая трансмиссии, также был создан гидравлический привод навесного оборудования и сенсорные системы для управления бульдозером.
|
|
|
Под влиянием этих событий, в наше время сформировались конструктивные решения вида составных частей и систем бульдозеров.
Силовые установки, которые используются на бульдозерах, - это дизели на быстром ходу, оснащенные водяным охлаждением и турбонаддувом. Некоторые мировые фирмы применяют в оборудовании бульдозеров дополнительную электронную систему с контролируемым впрыском топлива, наличием насос-форсунок и гидропривода. Это значительно повышает топливную экономичность, а токсичность выхлопа наоборот снижается, также уменьшается уровень шума от двигателя и становится намного проще и легче его запуск в морозное время года.
На современных бульдозерах начато применение двигателей, с наличием электронной системы управления впрыска топлива, это привело к идеальной совместимости основных характеристик двигателя и больших рабочих нагрузок, которые создаются при высокой топливной экономичности.
Обзор и анализ существующих конструкций бульдозеров
Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колесный тягач), включающий отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления отвалом. Современные бульдозеры являются конструктивно подобные машины, базовые трактора и навесное оборудование которые широко унифицированы. Главный параметр бульдозеров - тяговый класс базового трактора (тягача). Бульдозеры применяют для послойной разработки и перемещения грунтов 1…4 категории, а также предварительно разрыхленных скальных и мерзлых грунтов. С их помощью выполняют планировку строительных площадок, возведение насыпей, разработку выемок и котлованов, нарезку террас на косогорах, разравнивание грунта, отсыпаемого другими машинами, копание траншей под фундаменты и коммуникации, засыпку рвов, ям, траншей, котлованов и пазух фундаментов зданий, расчистку территорий от снега, камней, кустарника, пней, мелких деревьев, строительного мусора и т.п. Широкое использование бульдозеров в строительном производстве определяется простотой их конструкции, надежностью и экономичностью в эксплуатации, высокой производительностью, мобильностью и универсальностью.
|
|
|
Бульдозеры классифицируются:
по назначению - общего назначения, приспособленные для выполнения разнообразных землеройно-планировочных и строительных работ в различных грунтовых условиях, и на бульдозеры специального назначения, которые предназначаются для выполнения определенных видов работ (например, для прокладки дорог, чистки снега, сгребания торфа и т.д.);
в зависимости от тягового класса (номинальному тяговому усилию) базовых машин малогабаритные (класс до 0,9), легкие (класс 1,4…4), средние (класс 6…15), тяжелые (классов 25…35) и сверхтяжелые (класс свыше 35);
по типу ходовому устройства - гусеничные и пневмоколесные;
по конструкции рабочего органа - с неповоротным отвалом (постоянно расположенным перпендикулярно продольной оси базовой машины), с поворотным отвалом (который может устанавливаться перпендикулярно или под углом до 55 градусов в обе стороны к продольной оси машины. Поворотный отвал устанавливают только на гусеничных тракторах, так как колесные тягачи плохо воспринимают боковые нагрузки;
по типу системы управления отвалом - с гидравлическим и механическим (канатно-блочным) управлением. По канатно-блочной системе управления подъем отвала осуществляется зубчато - фрикционной лебедкой через канатный полиспаст, опускание - под действием собственной силы тяжести отвала. При гидравлической системе управления подъем и опускания отвала осуществляется принудительно одним или двумя гидроцилиндрами двустороннего действия. Бульдозеры с механическим управлением в настоящее время промышленностью не выпускаются.
Отвалы бульдозера представляют собой жесткую сварочную металлическую конструкцию с лобовым листом криволинейного профиля. Поворотный отвал длиннее неповоротного, так как в неповоротном положении он должен перекрывать ширину базовой машины. Применяют поворотный отвал для планировочных работ с перемещением грунта в сторону (грунт при этом сходит с отстающим концом отвала в виде бокового валика), для засыпки траншеи, разравнивания валов и других работ при непрерывном движении машины вдоль фронта работ.
|
|
|
Сферические отвалы, состоящие из трех или пяти секций, которые установлены под углом 10…15 градусов одна к другой, набирают грунта на 15…20 процентов больше, чем прямые отвалы. Сферические отвалы применяются для работ с кусковыми и сыпучими материалами при мощности базовых машин более 130 кВт. Совковый отвал имеет увеличенные боковые щитки и применяются при перемещении сыпучих и слабопрочных материалов на большие расстояния (до 150 м). Отвал рыхлящими боковыми зубьями применяются в крепких каменистых и мерзлых грунтах на гусеничных бульдозерах мощностью не менее 50 кВт и на колесных бульдозерах мощностью не менее 220 кВт. Короткий прямой отвал снабжен амортизатором и предназначен для установки на толкачах, помогающих загружать скреперы.
Рис. 1. − Основные типы бульдозерных отвалов:
- прямой поворотный; 2 - прямой неповоротный;
- полусферический; 4 - сферический; 5 - сферический для сыпучих
материалов; 6 - с толкающей плитой
Для расширения области применения бульдозеров отвала оборудуют специальными приспособлениями - окрылками, уширителями, выступающими средними ножами, грузовыми вилами, траверсами, подъемными крюками и др.
|
|
|
