Время на уборку одного дерева

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

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

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

' 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

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; 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

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.

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.

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-

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:

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

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.

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. 5.21. 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

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.

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

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^ .

(5.11)

(5.12)

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-

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

Окончание табл. 5.4

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

ас. 5.31. Классификация скреперов по компоновке и конструкции основных

агрегатов

Окончание табл. 5.4

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

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

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.

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

• ⇐ Назад
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• 17
• 181920
• 21
• 22
• 23
• 24
• 25
• 26
• 27
• Далее ⇒