Бульдозеры. Классификация, основные механизмы и рабочие органы. Основные расчетные положения. Определение параметров отвала.

 

Бульдозеры предназначены для послойного копания грунтов в материковомзалегании и их одновременного перемещения волоком по поверхности земли кместу отсыпки. Бульдозеры используются для обратной засыпки траншей икотлованов, сооружения насыпей из грунтов боковых резервов или продольнойвозкой, грубого планирования земляных поверхностей, а также дляподготовительных работ: валки отдельных деревьев, срезки кустарников,корчевания одиночных пней и камней и т. п. Их применяют также дляраспределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов,формирования террас на косогорах, штабелирования сыпучих материалов и ихподачи к перерабатывающим агрегатам, для вскрышных работ и в качестветолкачей скреперов. Бульдозеры используют для работы на разнообразных талых, а такжемерзлых, предварительно разрыхленных грунтах. По трудности разработкибульдозерами грунты подразделяются на I, II, III группы. Работоспособностьбульдозера определяется проходимостью базового трактора по грунтовымповерхностям с развитием необходимого для работы отвала тягового усилия. Бульдозеры применяются при дальностях перемещения грунта 10-70 м. иболее при благоприятных условиях (попутных уклонах путей перемещения,легких грунтах, отсутствии значительных потерь грунта на стороны).

Классификация. По устройству рабочего органа различают бульдозеры: с неповоротнымотвалом, у которых отвал установлен в плане перпендикулярно к продольнойоси несущего трактора и не может устанавливаться под углом к этой оси; споворотным отвалом, который может устанавливаться в плане перпендикулярноили под углом в обе стороны к оси несущего трактора; с универсальным отвалом (шарнирно-сочлененныйотвал, состоящий из 2-х частей).У обоих типов бульдозеров может быть предусмотрено устройство длябокового двустороннего наклона отвала в плоскости, перпендикулярной кпродольной оси несущего трактора и устройство для регулирования угларезания ножей отвала. Бульдозеры первого типа перемещают призму срезанногогрунта по оси движения, второго типа – вдоль оси движения приперпендикулярном к ней положении отвала или в сторону от этой оси приотвале, установленным под углом к ней в плане. Перемещение грунта в сторонуповернутым в плане отвалом преимущественно используется для засыпкиканалов, траншей и т. п.

По типу ходовой части базовой машины различают бульдозеры гусеничные иколесные, по типу механизма управления отвалом – бульдозеры сгидравлическим и канатным управлением. Преимущественное применение встроительстве получили гусеничные бульдозеры.

Конструкция

Бульдозер с неповоротным отвалом и гидроуправлением, выпускаемый набазе гусеничного трактора, состоит из отвала, оснащенными режущими грунтножами, толкающих брусьев и раскосов. Отвал выполнен коробчатой сварнойконструкции с накладками жесткости, приваренными на тыльной стороне.Толкающие коробчатые брусья шарнирами соединены с проушинами тыльнойстороны отвала и задними концами присоединены к упряжным шарнирамгусеничных балок трактора. Раскосы соединяют верхние углы отвала спроушинами толкающих брусьев. Посредством двух гидроцилиндров отвалподнимают в транспортное и опускают в рабочее положение. В положенииотвала ножами на уровне опорной поверхности задний угол отвала и ножейдолжен составлять около 20⁰.

Рис.Рабочее оборудование бульдозера

а – с неповоротным отвалом; б – с поворотным отвалом; в – перекос отвала в поперечной плоскости; 1 – цилиндр подъема и опускания отвала; 2 – раскосы; 3 – отвал; 4 – балка толкающей рамы; 5 – опора балки; 6– шаровой шарнир; 7 – боковые упоры; 8 – толкающая рама; 9 – опора рамы

 

Бульдозеры могут иметь и один подъемный гидроцилиндр, которыйразмещается перед радиатором двигателя трактора. Такие бульдозеры выпускаютна базе гусеничных и колесных тракторов. Существуют бульдозеры на

гусеничных тракторах с канатным управлением. На базе гусеничных тракторовсерийно выпускают бульдозеры с поворотным отвалом и поперечным егоперекосом. Имеются бульдозеры, у которых верхние раскосы толкателей

выполняются с винтовыми стержнями, служащими для бесступенчатогорегулирования угла резания.

 

Расчетные положения

Схема сил, действующих на бульдозер

Вначале следует рассмотреть момент соответствующий окончанию процесса копания грунта, когда призма волочения уже сформировалась, но вместе с тем отвал еще заглублен на какую-то глубину. Предполагается, что работа производится на горизонтальном участке. Этот момент соответствует наибольшему сопротивлению.

Наибольшее, т. е. расчетное значение силы подъема, может быть определено по мощности двигателя трактора. На эту силу следует рассчитывать полиспаст и детали рамы бульдозера.

Бульдозер с гидравлическим управлением осуществляет принудительное заглубление отвала. Максимальная сила, действующая по штокам гидроцилиндров, определяется из условия опрокидывания бульдозера относительно точкиА (В). Значение этой критической силы заглубления можно найти из условия равновесия системы относительно этой точки. По найденной таким образом критической силе рассчитывается система гидравлического управления, а рабочее оборудование бульдозера проверяется на прочность.

Отвал.

На энергоемкость процесса, формирование призмы волоче­ния и перемещение грунта влияет геометрия режущей части от­вала и геометрия отвала в целом. Геометрическими параметра­ми, характеризующими отвал, являются (рис. 66):

1) высота отвала H, высота отвала с козырьком Hк

2) угол наклона ε_о;

3) радиус кривизны отвала R;

4) угол между горизонталью и касательной к верхней кромке отвала β_о;

5) высота прямого участка отвала α;

6) угол установки козырька β_к.