Рабочее оборудование бульдозеров, виды и технические параметры отвалов
Бульдозеры являются одним из самых универсальных, популярных и востребуемых видов землеройной дорожно-строительной техники. Современные бульдозеры предназначены для работы с любыми типами грунтов и в разных климатических зонах с температурным диапазоном от +40 до -50 градусов. Высокие эксплуатационные качества этой спецтехники обеспечивает надлежащий выбор навесного оборудования. Рабочее оборудование бульдозера состоит из отвала, толкающих брусьев (или универсальной рамы) и гидросистемы управления и манипулирования. Как правило, дорожные машины тяжелого и среднего классов сзади также оборудованы и зубом-рыхлителем.
В большинстве случаев нагрузка на рабочем органе создается опорно-ходовым устройством тягача, тяговые возможности которого зависят от неравномерности распределения давлениягусениц на опорную поверхность и наличия опрокидывающего и разворачивающего моментов, являющихся следствием величины, направления действия силы со стороны препятствия и места ее приложения. Кроме того, при определении максимального значения нагрузки необходимо учитывать ограничения по опрокидыванию бульдозера относительно рёбер его опорного контура и ограничение по мощности силовой установки. В зависимости от вида работы и обрабатываемого материала (типа грунта) производители дорожно-строительной техники предлагают различные виды отвалов.
2. Прямой буферный отвал - центр такого отвала усилен плитой, используемой бульдозером-толкачем при совместной работе со скреперами для увеличения наполняемости ковша и КПД дорожной машины.
3. Полусферический отвал - оборудован короткими боковыми открылками, обладает большей емкостью, быстрее наполняется, быстро углубляется в достаточно прочные грунты.
4. Сферический отвал - наиболее распространенный на сегодняшний деть тип рабочего органа бульдозера. Он оборудован широкими боковыми открылками с боковыми ножами, отличается большой вместимостью и эффективностью для перемещения больших объемов грунта на большие расстояния.
5. Поворотный отвал - за счет п-образной или универсальной рамы может совершать поворот под углом 25 градусов от прямого положения при движении техники. Более длинный, чем прямой отвал, используется для укладки грунта в боковые валики, чернового профилирования дорог, строительства котлованов, рытья и засыпки траншей. Не рекомендуется для разработки тяжелых и скальных грунтов за счет возникновения значительной составляющей реактивной силы, направленной перпендикулярно направлению движения.
6. Полусферический отвал с переменным радиусом кривизны - характеризуется тем, что радиус кривизны рабочего органа уменьшается при удалении от центра отвала. Это позволяет ускорять процесс поперечного сдвига в пласте грунта и обрушения его в перемещаемый отвал породы. Этот эффект способствует уменьшению силы трения грунта об рабочий орган и, как следствие, снижению необходимой силы тяги движетеля дорожной машины. Такой тип отвала обладает высокой эффективностью при резании и заглублении, повышенной вместимостью и накопительной способностью. Боковые листы переменной кривизны заставляют срезаемый грунт двигаться к центру отвала, снижая его потери в боковых валиках. Отвалы с переменным радиусом кривизны, безусловно, болеее прогрессивны, но значительное удорожание при производстве делает их менее распространенными, в то время как стандартные отвалы равной кривизны при незначительном проигрыше в эксплуатационных рабочих характеристиках имеют гораздо более низкую себестоимость производства.
Для очень легких материалов используется отвал полууниверсального типа с увеличенной высотой и решетчатым ограждением над верхней кромкой. Бульдозер для работы на полигонах и уборки бытовых отходов (с U - образным отвалом) - подгребает отходы под катки тягача, а его наклон вперед, на угол до 22 градусов, улучшает подгребающую способность отвала. Лобовая поверхность стандартного отвала представляет собой цилиндрическую поверхность, верхняя кромка которой сопряжена с козырьком, а нижняя - с плоской режущей кромкой, оснащаемой сменными ножами.
По результатам экспериментальных исследований установлено, что для грунтов, наиболее характерных для средней полосы России, для неповоротного отвала - оптимальный угол резания составляет приблизительно 50 градусов, угол опрокидывания составляет 72 градуса, а для поворотного отвала - соответственно, 55 градусов, опрокидывание возможно при 70 градусах.
Лобовая поверхность отвала, как правило, усилена задней стенкой, оборудована коробкой и ребрами жесткости, а также оснащена проушинами и кронштейнами для крепления к системе подвески отвала. Неповоротный, прямой отвал крепится к толкающим брусьям, расположенным по бокам базовой машины, а также через вертикальные подкосы, превращающие отвал и брус в жесткую пространственную конструкцию. Иногда отвал соединяется непосредственно с рамой бульдозера брусом-стабилизатором, разгружающем толкающие брусья и катковые рамы. Основными элементами подвески неповоротного отвала являются толкающие брусья, упряжные шарниры, шарниры крепления толкающих брусьев к отвалу, шарниры крепления гидроцилиндров подъема-опускания к отвалу, вертикальные подкосы (винтовые или гидравлические), горизонтальные раскосы и/или брусья-стабилизаторы. Поворотный отвал может крепиться к толкающей раме охватывающего типа или к внутренними лонжеронам, проходящими между основной и катковой рамой и крепящимися к гусеничному движетелю строительной машины.
При встрече с препятствием возможно проскальзывание гусеничного движителя по направлению действия отпора со стороны препятствия. При рассмотрении этого явления необходимо учитывать зависимость коэффициента сцепления гусеничного движителя с грунтом от направления скольжения. В настоящее время из-за малой изученности этого явления зависимости, определяющие закон изменения силы сцепления трака гусеницы с опорной поверхностью при изменении направления скольжения, практически отсутствуют. Однако, полагаясь на накопленный опыт изучения процессов резания грунта косо поставленными ножами, можно предположить уменьшение коэффициента сцепления гусеничного трака с опорной поверхностью при отклонении направления скольжения от продольной оси гусеницы.
Фото: John Deere
Спецтехника и нефтегазовое оборудование
