Бульдозеры и их виды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Северо-Восточный Государственный Университет

Кафедра горного дела

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема курсовой работы: «Бульдозеры и их виды»

По дисциплине: «Горные машины и оборудование»

Выполнил: студент группы - ОГР-21

Кочегура Максим Сергеевич

Проверил: преподаватель

Коротун В.Г.

Магадан 2015 год



Введение

землеройный бульдозер горнодобывающий скрепер

Бульдозер представляет собой землеройную машину, состоящую из трактора на гусеничном или колесном ходу с прикрепленным к нему отвалом, который и является его главным рабочим органом. Бульдозеры имеют широкое применение в различных сферах деятельности. Например, их применяют для перемещения грунтов на расстояние до 150 метров, для планировки местности, послойного копания в дорожно-строительной, строительной и прочих отраслях. По конструкции бульдозеры отличаются устройством отвала, он может быть неповоротным, поворотным и универсальным.

Существует несколько видов данной спецтехники, одним из них является мини-бульдозер, который необходим для выполнения работ в условиях стесненности. Мини-бульдозеры обладают меньшими габаритами, меньшей массой и, соответственно, меньшей мощностью. С уменьшением параметра мощности снижается максимальное вырывное и тяговое усилия - спектр работы данной техники становится более ограниченным. Такие машины часто применяют для перемещения грунта, засыпки траншей, чистки трассы, в сельском хозяйстве, для возведения насыпей, зачистных и подготовительных строительных работ. Крупные бульдозеры достаточно мощны для выполнения работ по сооружению плотин и железнодорожных работ.

Широкое распространение получил бульдозер колесный - это высокопроизводительная и высокоэффективная спецтехника, активно применяющаяся в дорожном строительстве. Колесные бульдозеры используют для прокладывания колонных путей, рытья котлованов и прочих "глобальных" работ. Для работ по выполнению послойного рыхления масс с последующим их перемещением применяют бульдозер-рыхлитель. Такая техника может работать с каменистыми, скальными и мерзлыми грунтами. За высокую скорость перемещения и универсальность ценится бульдозер-экскаватор, он так же выполняется на колесном ходу. Некоторые модели имеют смещенную ось копания, что дает возможность эксплуатировать их в стесненных условиях.

Альтернативой бульдозеру на колесном ходу является гусеничный бульдозер, который может работать в сложных условиях бездорожья - там, куда другая техника не проедет. Основные эксплуатационные параметры, по которым выбирают данную технику - это маневренность, комфортная управляемость и бесступенчатая регулировка скорости. Трактор-бульдозер изготавливаемый на гусеничном ходу, имеет широкий спектр применения: разравнивание, снятие плодородного слоя, копание, послойное срезание, перемещения разнообразных горных пород и так далее.

Строение бульдозера

Рисунок 1 - Бульдозер: а - с неповоротным отвалом; 6 - с поворотным отвалом; 1 - трактор; 2-механизм управления; 3 - подвал; 4,5 - ножи; 6 - толкающая рама; 7 - переставные раскосы; 8 - отвал в возвращенном положении; 9 - отвал, установленный с перекосом



1. Бульдозеры Комацу. Их описание и характеристики

Вся техника Коматсу подтверждает свою надежность, востребованность и способность справляться с большими и сложными объемами работ на протяжении всей своей истории производства и эксплуатации. Тяжелые бульдозеры Комацу по праву занимают верхние позиции в этом рейтинге, так как они способны выполнять такие работы, которые не под силу более легким тракторам в линейке моделей Komatsu.

Комацу Д 275

Большая эксплуатационная масса гусеничного трактора (50,8 тонн) и мощный двигатель (410 л.с.) обеспечивают технические возможности машины рыхлить и разрабатывать твердые породы и бульдозировать большие объемы тяжелых строительных материалов. Этому же способствует большая вместимость прочного полусферического (13,7 м³) или сферического (16,6 м³) отвала с легированным ножом.

Кроме этих особенностей Комацу 275, технические характеристики двигателя и ходовой части также способствуют созданию высокой производительности бульдозера. Двигатель Komatsu D275 имеет прямой впрыск топлива, турбонаддув и автоматически регулируемый вентилятор охлаждения двигателя. Регулирование осуществляется путем изменения вращения вентилятора на основании температуры жидкости охлаждения.

Ходовая часть усовершенствована К-образными каретками, которые снижают нагрузки на ходовую часть, снижают вибрацию машины и обеспечивают плавность движения при неровном рельефе.

Комацу Д 355

Бульдозер Комацу Д 355 обозначается литерой «А». Трактор Komatsu D355 с литерой «С» является трубоукладчиком. Бульдозер имеет массу 54,2 тонн и габаритные размеры 7375х4315х4125мм. И хотя в данное время производитель уже не выпускает бульдозер Комацу 355, технические характеристики, гарантирующие его надежность, позволяют этому гусеничному трактору до сих пор оставаться популярным и одним из самых широко используемых.

Эта модель не имеет электронных систем управления. Управление осуществляется механическими и гидравлическими способами. Это не является недостатком, так как управление хотя и не модернизировано, но привычно и удобно. Кабина надежно защищает оператора, не деформируется при переворачивании и не пропускает шум.

Комацу Д 375

Бульдозер Комацу 375 на гусеничном ходу оснащен двигателем мощностью 525 л.с. Как и большинство моделей Komatsu оборудован К-образными каретками, дисковыми тормозами, демпфирующим устройством.

Эта тяжелая машина не только с легкостью перемещает 18,5-22 м³ сыпучих строительных материалов, грунта и карьерного камня, но и рыхлит твердый и промерзлый грунт, а также выполняет вскрышные работы. Все узлы и агрегаты разработаны и выпускаются самим производителем, что не может не служить гарантией их прочности и идеальной совместимости друг с другом.

Таблица 1 - Технические характеристики Komatsu D375

Масса (включает рабочее оборудование, заправку, массу сепаратора, конструкции ROPS)	66985 кг
Размеры
Габаритная длина	10330 мм
Габаритная ширина	4695 мм
Габаритная высота	4035 мм
Давление на грунт	1,43 кг/см2
Оборудование
Тип отвала	U-образный отвал с односторонним регулируемым перекосом
Масса (в том числе гидроблока)	11790 кг
Длина	5140 мм
Высота	2265 мм
Макс. высота подъема отвала	1660 мм
Макс. величина углубления отвала в грунт	715 мм
Макс. диапазон регулировки перекоса	1165 мм
Емкость отвала
SAE	22 м3

Комацу Д 475

Бульдозер Комацу 475 - один из гигантских бульдозеров не только среди своего семейства, но среди бульдозеров других производителей. Его вес составляет 108 т., мощность двигателя равна 890 л. с. Эти свойства, а также рыхлитель с огромным запасом прочности позволяет легко взрыхлять вечную мерзлоту.

Комацу Д 575

Бульдозер Комацу 575 недаром занимает пьедестал самого огромного гусеничного бульдозера среди серийных тяжелых бульдозеров мира. Его вес равен 142,5 т., вес одного только отвала составляет 32,4 тонны при объеме отвала в 69 м³. Огромный отвал перемещает объем, который могли бы переместить три бульдозера средней величины. Мощнейший двигатель имеет 1 167 л.с. Причем, мощность двигателя направлена на тягу, так как скорость таких бульдозеров небольшая.

Громадные супердозеры Д 475 и Д 575 используют для разработки карьеров и в горнорудных работах. Их сила позволяет преодолевать любой рельеф. Для сравнения: эти бульдозеры легко могут переехать глыбу каменной породы, смяв ее. На рабочее место такие бульдозеры доставляют в разобранном виде и собирают на месте.

Другие виды бульдозеров

Отечественные бульдозеры серийно выпускаются на базе гусеничных тракторов тяговых классов 100, 150,250,350 и 750 кН, на базе колёсных тягачей классов 60, 100 и 250 кН.

Наибольшее распространение на карьерах страны имеют бульдозерно-рыхлительные агрегаты с гидравлическим управление на базе тракторов.



Для горной промышленности АО `'Уралтрак'' на базе трактора ДЕТ-250М выпускал бульдозер с неповоротным отвалом ДЗ-118 и бульдозер-толкач ДЗ-121. Бульдозер ДЕТ-250М выпускается с неповоротным и поворотным отвалами в северном исполнении и на нем может также одновременно навешиваться и рыхлительное оборудование. На коробках толкающих брусьев установлены: слева-винтовой раскос, а справа-гидрораскос двухстороннего действия, позволяющий изменять угол резания отвала(55%) в пределах +-10 градусов и угол поперечного перекоса отвала в обе стороны на 6 градусов.

Бульдозер Т-35.01Р-1 с неповоротным отвалом объемом 17 агрегатируется на дизельном тракторе с двигателем ЯМЗ-850.10 АО “ Автодизель” (г.Ярославль) или КТТА19С CUMMINS (США) мощностью 382 кВт (520л.с.) при 1900 об/мин. Подвеска ходовой части- трёхточечная полужёсткая с вынесенной осью качания тележек.

Рыхлительное оборудование-параллелограмного типа с регулируемым углом рыхления 14 градусов, одно- или трехзубое с максимальным заглублением соответственно 1,61 и 0,73 м, заглубляющим 180 и 191 кН и выглубляющим 494 и 482 кН усилиями, массой 6,1 и 8,05 т. Наибольшая эксплуотационная масса бульдозерно-рыхлительного агрегата 61,75 т.

Кабина управления- одноместная, на резиновых армотизаторах с тепло- и звукоизоляцией, имеет вентиляционную установку с обогревателем , а также защиту от падающих предметов и опрокидывания трактора.

Наиболее мощный отечественный бульдозер Т-50.01 агрегатируется на тракторе с двигателем с мощностью 522 кВт и имеет неповоротный неперекашивающийся полусферический отвал объёмом 24,3. Рыхлительное оборудование параллелограмного типа, одно или трехзубое с изменение наклона рызлительной стойки. Колесные бульдозеры серии БелАЗ 7823 с неповоротным отвалом, предназначены для послойного срезания, перемещения и разравнивания грунта, отсыпанного другими машинами, при дорожном строительстве, на горных разработках, при землеройно-планировачных работах, имеют мощности двигателей ТМЗ-8424.10-06-312 кВт (425 л.с.) или CUMMINS KTA 19-С-365 кВт (490 л.с.), колесную формулу 4х4, отвала с продольным углом наклона 22 градуса и возможность его поперечного перекоса 9 градусов.

Максимальная скорость передвижения 25/32 км/ч, радиус поворота 10м. Все элементы гидросистемы смонтированы на базовом тракторе.

2. Скреперы

Скрепером называется земле-ройно-транспортная машина, приводимая в движение тягачом или собственным двигателем и предназначенная для послойного срезания грунта, транспортирования и разгрузки его, производимой в большинстве случаев (кроме моделей с разгрузкой назад) с последующими разравниванием и предварительным уплотнением. Скреперы применяют при разработке грунтов до IV категории включительно. Для облегчения процесса копания скрепером грунты выше 2-й категории предварительно разрыхляют рыхлителями.

Дальность транспортирования грунта прицепными скреперами экономически эффективна на расстояние до 300 м и самоходными до 5000 м. Рабочий процесс скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, транспортирования груженого скрепера, разгрузки, транспортирования пустого скрепера к забою. С помощью скреперов можно возводить насыпь земляного полотна из боковых резеровов или грунтовых карьеров, устраивать выемки с отвозкой грунта в насыпи или кавальеры, планировать строительные площадки, срезать растительный слой грунта в полосе отвода дороги.

С учетом основных признаков скреперы классифицируются: 1. По емкости ковша (м3) -- на скреперы малой емкости, с ковшом емкостью до 5; скреперы средней емкости, с ковшом емкостью до 6--15; скреперы большой емкости с ковшом емкостью более 15; 2. По способу загрузки -- на заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия базового тягача и загружаемые с помощью загрузочного устройства. К первому типу относятся скреперы обычного исполнения, а к второму типу -- элеваторные, гребковые, роторные. 3. По способу разгрузки -- на машины со свободной, принудительной и полупринудительной (комбинированной) разгрузкой. В скреперах со свободной разгрузкой опорожнение ковша осуществляется под действием собственного веса грунта. В скреперах с принудительной разгрузкой полное опорожнение ковша осуществляется с помощью задней стенки. В скреперах с полупринудительной (комбинированной) разгрузкой часть объема грунта высыпается под действием собственного веса, а часть с помощью принудительной очистки. 4. По типу привода -- на машины с канатным, электромеханическим и гидравлическим приводом. Канатный привод состоит из следующих узлов: механической лебедки, системы полиспастов и направляющих блоков, а также рычагов управления. Электрический привод состоит из электродвигателя, шестеренчатого редуктора и зубчатого реечного механизма. К электромеханическому приводу следует отнести также привод, состоящий из электролебедки и канатно-блочного механизма. Гидравлический привод включает насос, бак с жидкостью, гибкие шланги и гидрораспределитель. 5. По способу агрегатирования -- на прицепные, полуприцепные, самоходные и скреперные поезда.

Прицепной скрепер буксируется гусеничным или двухосным колесным трактором. Полуприцепный скрепер находится в сцепке с гусеничным или двухосным колесным трактором (тягачом) передней частью (хоботом) через опорно-сцепное устройство.

Самоходный скрепер представляет собой единую конструкцию с индивидуальной энергетической установкой, обеспечивающей передвижение машины и работу всех агрегатов, в том числе и управление рабочими органами.

6. По типу тягача или самоходного оборудования -- на колесные и гусеничные. Самоходные скреперы, как правило, выполнены на пневмоколесном ходу. 7. По типу трансмиссий -- на механические, гидромеханические, электрические и гидростатические.

Наиболее распространенной для самоходных скреперов является гидромеханическая трансмиссия. Основные конструктивные схемы скреперов показаны на рис..



Рис. 2 - Схемы скреперов: а и б -- двухосный прицепной и одноосный прицепной к гусеничному трактору; в -- прицепной к колесному тягачу; г -- полуприцепной к двухосному тягачу; д -- полуприцепной к одноосному тягачу или самоходный с мотор-колесами; е -- самоходный двухмоторный; ж -- самоходный с задним двигателем; з -- скрепер-бульдозер; 1 -- гусеничный трактор или колесный тягач; 2 --ковш; 3 -- заслонка; 4 -- буфер; цифры указывают примерное распределение, %, массы скрепера с груженым ковшом по осям

Устройство. Рабочим органом скрепера является сварной ковш, имеющий на передней кромке днища во всю ширину ступенчатые ножи. В задней части ковша находится буфер, который имеет двоякое назначение. В первом случае он предназначен для упора отвала бульдозера при подталкивании скрепера.



Рис. 3 - Схемы разгрузки ковша скрепера: а -- свободная разгрузка вперед; б -- свободная разгрузка назад; в -- принудительная разгрузка; г -- полупринудительная разгрузка через нож; д -- щелевая разгрузка; 1 -- передняя заслонка; 2 -- ковш; 3-- нож; 4 -- задняя заслонка; 5 -- задняя стенка; 6 -- диище; 7 -- заслонка

Во втором случае центральная балка буфера служит как направляющая хвостовика задней стенки. Боковые стенки ковша изготовлены из стального листа, усиленного балками жесткости. В боковых стенках ковша имеются проушины и кронштейны для крепления гидроцилиндров управления заслонкой, для рычага заслонки, а также имеется опора для крепления упряжного шарнира и гнезда для крепления оси заднего колеса. Задняя стенка ковша представляет собой подвижный щит и по бокам имеет направляющие ролики. Однако эти ролики не удерживают заднюю стенку от опрокидывания при выгрузке грунта. Стенку удерживает и центрирует хвостовик. Заслонка может быть плавающей и управляемой с помощью гидроцилиндров.

Передняя рама скрепера выполнена в виде арки и в своей конструкции имеет шкворень для соединения с тягачом, арку, рычаги и упряжной шарнир. Ковш прицепного скрепера с канатным управлением имеет несколько другую конструкцию. Отличие состоит в том, что сам ковш является одновременно задней рамой скрепера и состоит из двух боковых стенок и днища ковша, служащего одновременно задней стенкой.

На рис. 3 представлены схемы разгрузки ковша скрепера. При свободной разгрузке, а она применяется в ковшах небольшой емкости, ковш опрокидывается и грунт высыпается под действием собственного.веса (рис. 3, а, б). Скреперные ковши с полупринудительной разгрузкой (рис. 3, г) имеют неподвижные боковые стенки, а разгрузка выполняется при повороте днища и задней стенки вокруг оси. Грунт под собственным весом и напором задней стенки высыпается из ковша. Способ принудительной разгрузки с помощью задней стенки, приводимой в движение гидроцилиндрами, является прогрессивным, так как полностью очищает ковш от грунта (рис. в). Щелевая разгрузка (рис.д) менее прогрессивна и не нашла широкого применения. Прицепные скреперы с гидравлическим управлением (рис.) состоят из серьги для сцепления скрепера с трактором, шкворневого устройства для поворота передних колес, несущей рамы, ковша, заслонки и задней стенки. Рабочими органами управляют из кабины трактора с помощью рычагов управления трехсекционным гидрораспределителем.

Рис. 4 - Скрепер ДЗ-3.3 (Д-569): 1 -- трактор; 2--серьга; 3 --шкворневое устройство шарового типа; 4 --рама; 5--рукава и трубопроводы; 6 -- гидроцилиндр подъема и опускания ковша; 7 -- гидроцилиндр управления заслонкой ковша; 8 -- заслонка ковша; 9 -- ковш; 10 -- задняя стенка ковша; 11 -- гидроцилиндр управления задней стенкой ковша; 12 -- колеса с шиной; 13, 14 -- нижний и боковой ножи; 15 -- дышло

Необходимо отметить, что прицепные скреперы обычно применяются в условиях переменного рельефа местности. Прицепной скрепер с канатным управлением имеет полупринудительную выгрузку грунта опрокидыванием днища и задней стенки вокруг шарнира. Самоходный скрепер с принудительной разгрузкой состоит из базового одноосного тягача и одноосного полуприцепного скреперного оборудования.

Полуприцепные и самоходные скреперы с пневмоколесными тягачами имеют большую транспортную скорость: например, скреперы с одноосным тягачом имеют скорость 40--52 км/ч, а при двухосном тягаче до 70 км/ч. Скреперные агрегаты из двух или трех скреперов позволяют резко увеличить производительность этих машин. Важным фактором для повышения производительности скреперов является применение скребкового конвейера, для загрузки ковша. В движение конвейер приводится от электродвигателя или гидродвигателя.

Применение элеваторной загрузки обеспечивает высокий коэффициент загрузки ковша и снижение тягового усилия при заполнении скрепера на 20--25%.

Автоматизация работы скрепера значительно облегчает условия работы и повышает производительность. С помощью автоматического регулирования можно поддерживать оптимальный режим работы двигателя, а также тяговое усилие машины на постоянном уровне регулированием толщины стружки грунта. Автоматическая система и устройства, применяемые на скреперах, аналогичны системам, приведенным в разделе «Бульдозеры».

Для повышения точности планировочных работ при отделке дорожных насыпей и выемок применяют систему автоматического управления «Стабилоплан-I», которая обеспечивает автоматическую стабилизацию продольного углового положения ковша скрепера при выполнении планировочных работ.



Рис. 5 - Принципиальные схемы скреперов со скребковым конвейером: а -- набор грунта; б -- выгрузка грунта

На тракторе в кабине водителя смонтирован блок и пульт дистанционного управления, а за кабиной размещен электрозолотник управления. На буфере скрепера установлен датчик углового положения, который включен в электросхему управления и регулирует толщину срезаемой стружки грунта.

Технологические схемы работы. Для разработки грунта заранее составляют схему, по которой будет работать скрепер. Производительность скрепера зависит от того, насколько полно используется емкость ковша и рационально выбирается схема резания и набора грунта. Рекомендуется набирать грунт на передаче базовой машины при скорости 2--3 км/ч, при толщине срезаемой стружки от 7 до 35 см, что в свою очередь определяется категорией грунта и мощностью базового тягача и толкача. Трактор-толкач обеспечивает полную загрузку ковша скрепера в плотных грунтах. Наполнение ковша с постепенным выглуб-лением ножа производят при постоянной толщине стружки и ширине резания. Этот способ используют при планировке грунта. Для сокращения времени набора грунта используют ступенчатый способ наполнения ковша. Зарезание грунта при устройстве выемок и разработке резервов ведут по ребристо-шахматной схеме, по которой разработка грунта ведется последовательными рядами проходок, одинаковыми по длине и расположению. При работе скрепера по этой схеме между проходами первого ряда оставляют полосы неразработанного грунта шириной не более 1,3 м. Второй ряд разработок ведется на расстоянии половины длины проходки от первого и расположен по оси оставленных полос грунта. Работа по этой схеме увеличивает заполнение ковша до 110% его геометрической емкости, сокращая при этом на 10--15% путь и время набора грунта. По этой схеме скрепер может работать без трактора-толкача. При работе в рыхлых сыпучих грунтах применяют способ, называемый «клевок». По этому способу величина заглубления ковша в 2 раза больше той, которая соответствует устойчивой работе двигателя с полной нагрузкой. При работе базового тягача на неустойчивой характеристике двигателя ковш выглубляется, в это время двигатель снова набирает нужные обороты, и так повторяется до тех пор, пока ковш будет полным.

В зависимости от расположения забоев относительно мест отсыпки грунта движение скреперов может быть организовано по различным схемам. Рациональную схему движения скреперов инженерно-технические работники выбирают заранее в проектах производства работ на основании технико-экономических расчетов, а также с учетом следующих требований: - путь транспортирования грунта должен быть кратчайшим; - забой должен быть такой длины, чтобы ковш скрепера загружался полностью; - длина участка разгрузки должна обеспечивать полную разгрузку ковша; - при возведении полотна должны быть въезды и съезды.

Наиболее распространенными схемами движения скреперов являются: эллиптическая, восьмеркой и зигзагообразная. Кроме этих схем применяют следующие: схему «спираль», поперечно-челночную, продольно-челночную.

Скреперами называются землеройно-транспортные машины циклического действия, осуществляющие послойное резание грунта, транспортирование его в ковше (на расстояние от 100 до 500 м) и выгрузку большей частью с одновременным разравниванием и уплотнением.

Скреперы широко используются в автодорожном и железнодорожном строительстве для возведения насыпей и разработки выемок, при строительстве гидротехнических сооружений, на вскрышных и многих других работах.

Скреперами выполняется около 7% земляных работ.

Скреперы классифицируются: -- по способу соединения с тягачом -- прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные и седельные); -- по геометрической емкости ковша -- малой (до 3 м3), средней (от 3 до 10 м3) и большой (свыше Юм3) емкости; -- по способу загрузки ковша -- загружаемые тяговым усилием трактора-тягача (и толкача) и с механизированной элеваторной загрузкой; -- по способу разгрузки ковша -- со свободной (самосвальной), полупринудительной и принудительной разгрузкой; -- по системе управления рабочим органом -- с канатным и гидравлическим управлением.

Все скреперы оборудуются пневмоколесным ходом.

Основным рабочим органом скрепера является ковш с режущим ножом, прикрепленным к передней кромке днища.

При движении скрепера по забою срезаемая ножом стружка грунта подается в ковши благодаря напору грунта. Ковши, заполняемые первым способом, оборудуются передней заслонкой, закрывающей ковш при транспортировании грунта. Преимущественно распространены скреперы, загружаемые тяговым усилием -- более простые по конструкции и надежные в эксплуатации. Поскольку тягового усилия тягачей (особенно колесных) для загрузки скрепера недостаточно, при наборе грунта применяются один, два и даже три одновременно работающих толкача. В качестве толкачей обычно используются гусеничные тракторы с толкающим щитом.

Прицепные скреперы с гусеничными тракторами (тягачами) на легких и средних грунтах могут работать без толкачей.

Рис. 6 - Схема работы скрепера с загрузкой ковша тяговым усилием: а -- набор грунта; б -- транспортирование грунта; в -- выгрузка



При свободной (самосвальной) разгрузке, применяемой обычно на скреперах малой емкости, ковш, прикрепленный шарнирно к раме скрепера, опрокидывается вперед или назад при помощи канатной или гидравлической системы. Самосвальная разгрузка, отличаясь простотой конструкции, не обеспечивает полного опорожнения ковша при работе на липких и сырых грунтах.

При полупринудительной разгрузке, применяемой на скреперах средней и большой емкостей, ковш опорожняется поворотом вперед (по ходу) днища. Грунт при этом высыпается в щель, образующуюся между ножевой плитой и открытой заслонкой или повернутым днищем. Недостатком является неполная разгрузка ковша при работе на липких и влажных грунтах.

При принудительной разгрузке, применяемой на скреперах средней и большой емкостей, ковш опорожняется движением вперед (по ходу) задней подвижной стенки полностью на любых грунтах.

Разгрузка скрепера вперед позволяет регулировать толщину отсыпаемого слоя (подъемом ковша). При этом грунт планируется ножом или специальным скребком, что создает условия для высококачественного его уплотнения.

Самоходный скрепер ДЗ-11 с ковшом емкостью 9 м3 сконструирован следующим образом.

Одноосный тягач (МАЗ-529М) седельно-сцепным устройством соединяется с тяговой рамой скрепера. Ковш оснащен передней заслонкой и подвижной задней стенкой для принудительной выгрузки грунта. К передней кромке днища ковша прикреплены съемные режущие ножи. Ковшом, передней заслонкой и задней стенкой управляют при помощи гидроцилиндров. Для обеспечения лучшей проходимости у задних колес скрепера одинаковая с тягачом колея. Тягач относительно скрепера поворачивается гидроцилиндрами. Скрепер оборудован буферным устройством 10 для работы с толкачом.

Прицепные скреперы соединяются обычно с гусеничными тракторами и применяются при тяжелых условиях работы (переменный рельеф, бездорожье и т. п.) и для транспортирования грунта на расстояние 100--500 м (при транспортировке грунта на расстояние менее 100 м целесообразнее использовать бульдозеры).

Применение колесных тягачей позволяет увеличить дальность возки прицепными скреперами в 4--5 раз.

В СССР прицепные скреперы выпускаются емкостью от 3 до 15м3 со всеми имеющимися системами загрузки, разгрузки и управления.

Прицепной скрепер ДЗ-12 емкостью 8 м3 с канатным управлением и полупринудительной системой разгрузки соединяется при помощи дышла с трактором Т-100 М, на котором установлена двухбарабанная фрикционная лебедка ДЗ-З для управления рабочими органами.

Скрепер состоит из следующих основных частей: ковша, днища, передней заслонки, дышла, ходовой части и канатной системы управления.

Рис. 7 - Самоходный скрепер ДЗ-11

Канаты управления скрепера запасованы следующим образом. Канат, закрепленный на правом барабане лебедки ДЗ-З, последовательно огибает направляющие блоки и блоки полиспаста подъема ковша и закрепляется на хоботе дышла. Канат с левого барабана лебедки проходит через направляющие блоки и последовательно огибает блоки полиспаста подъема передней заслонки и блоки, передвигающиеся на штанге вдоль трубчатой верхней балки ковша.

Рис. 8 - Прицепной скрепер ДЗ-12 с канатным управлением

Рис. 9 - Схема запасовки канатов управления скрепера ДЗ-12

Обоймы блоков 6 соединяются канатами с задней стенкой ковша. При натяжении каната открывается заслонка, а затем натяжением канатов поворачивается днище, отходит от ножевой плиты и грунт из ковша высыпается в щель, образующуюся между ними.

3. Рыхлители

Все рыхлители, навешенные на легкие колесные тракторы и тягачи, а также на автогрейдеры и другие машины, имеют вспомогательное назначение.



Рис. 10 - Схемы движения рыхлителей: а -- зигзагообразное; б -- круговое

Перед началом рыхления грунта водитель должен ознакомиться с участком работы, наметить и согласовать схему движения с .работой основных машин (бульдозеров, скреперов). Рыхлят тяжелые грунты обычно параллельными проходами рыхлителя. Рыхление и расчистку участка полосы отвода производят зигзагообразными проходами (рис. 1). Рыхлить грунт заранее не следует, так как излишнее его пересыхание ухудшает наполнение скреперов и увеличивает пыление грунта. В каждом случае с учетом работы ведущей машины задается глубина рыхления, и изменять ее не следует, так как это затруднит последующую работу землеройных машин, особенно планировочные работы.

Рыхлители предназначены для механического разрушения мерзлых грунтов, трещиноватых пород и для рыхления плотных талых грунтов в различных климатических условиях при разработке котлованов, траншей и выемок на строительстве дорог. Рыхлитель в виде рамы с рыхлительными зубьями и другим оборудованием навешивается на трактор.

Конструктивные отличия рыхлителей определяются тяговым классом и ходовым устройством базового трактора, назначением рыхлителя, видом его навесного устройства и способом установки, числом зубьев и способом их крепления.

Различают рыхлители на базе тракторов класса 3, 4, 10, 15, 25 и 35 тс (ГОСТ 7425--71). Тяговый класс трактора является основным параметром, определяющим величину максимального заглубления зубьев в грунт, число зубьев, ширину режущей кромки наконечника, наименьшее расстояние от нижней точки рабочей балки до опорной поверхности, расстояние от наконечника до оси ведущей звездочки трактора, а также ресурс рыхлителей до первого капитального ремонта.

По типу движителя базового трактора различают гусеничные и колесные рыхлители. Широкое распространение получили гусеничные рыхлители, обеспечивающие высокую производительность при работе в тяжелых условиях за счет реализации больших тяговых усилий и высокой проходимости. Рыхлители монтируют на тракторах мощностью от 26 до 650 л. с. Колесные рыхлители находят применение при работе совместно со скреперами, обеспечивая их быструю загрузку, при разработке рассредоточенных участков и при работе на высокоабразивных материалах типа мерзлых песков.

По целевому назначению навесные рыхлители разделяют на основные и вспомогательные. Основные рыхлители, как правило, монтируют в агрегате с передним бульдозерным оборудованием. Они служат для рыхления мерзлых грунтов и скальных пород, которые не могут разрабатываться обычными землеройными машинами без предварительного разрыхления. Вспомогательные рыхлители монтируют в агрегате с основным оборудованием на погрузчиках, автогрейдерах, скреперах или навешивают на бульдозерных отвалах для сокращения технологического цикла землеройных работ.

По виду навесного рыхлительного оборудования различают трехзвенные, четырехзвенные и параллелограммные рыхлители. Рыхлители могут иметь регулируемый и нерегулируемый угол рыхления наконечника зуба. Одним из наиболее прогрессивных направлений является создание рыхлителей четырехзвенного типа с регулируемым углом рыхления.

В зависимости от способа установки рыхлительного оборудования различают рыхлители с креплением последнего к корпусу заднего моста или к раме гусеничной тележки.

По числу зубьев рыхлители делят на однозубые и многозубые. Однозубые машины предназначены для разработки особопрочных материалов и могут использоваться также для специальных работ: глубокого рыхления траншей и прокладки кабелей на глубину до 2,5 м. Многозубые машины оборудуются в основном тремя и пятью зубьями в зависимости от класса трактора.

По способу крепления зубьев различают рыхлители с жестким и шарнирным креплением. При жестком креплении исключается возможность поворота зуба в горизонтальной плоскости относительно продольной оси рыхлителя. Шарнирное крепление обеспечивает поворот зуба в горизонтальной плоскости, снижая воздействие боковых нагрузок на рабочий орган и базовый тягач при работе на слоистых породах и грунтах с высокопрочными включениями в виде валунов и строительного мусора. При этом улучшается поперечная устойчивость базового трактора и облегчается управление им.

Серийно выпускаются следующие рыхлительные навески: ДП-5С (Д-515С), агрегатируемая с бульдозерами ДЗ-18 (Д-493А) и ДЗ-54 (Д-687) в бульдозерно-рыхлительные агрегаты ДП-14 (Д-705) и ДП-15 (Д-706) на тракторе Т-ЮОМЗГП класса 10 то; ДП-22С, агрегатируемая с бульдозером ДЭ-35С (Д-575С) в бульдозерно-рыхлительный агрегат ДП-22С на тракторе Т-180КС класса 15 тс; ДП-9в (Д-652АС), агрегатируемая с бульдозером ДЭ-34С (Д-572) в бульдозерно-рыхлительный агрегат ДП-9С на тракторе ДЭТ-250М. класса 25 тс.

Осваивается рыхлительная навеска ДП-26С, агрегатируемая с бульдозерами ДЗ-110ХЛ и ДЗ-109ХЛ в бульдозерно-рыхлительные агрегаты ДЗ-116ХЛ и ДЗ-117ХЛ на тракторе Т-130Г-1 класса 10 тс, и аналогичная ей навеска МГ-1-40 для бульдозеров ДЗ-18 (Д-493А), а также рыхлительные навески Д-671С, ДП-10С и ДП-11С, агрегатируемые с бульдозерами на тракторах Т-220, Т-330, и Т-500 классов 15, 25 и 35 тс.

Основными узлами рыхлителя являются навесное устройство, о помощью которого рабочий орган присоединяется к базовому тягачу и фиксируется в нужном положении, рабочий орган и гидросистема управления им.

Различают трехзвенные и четырехзвенные или параллелограммные навесные устройства. При трехзвенном навесном устройстве рабочая балка и нижняя тяга выполнены в виде одного узла -- рамы рыхлителя, которая бывает внутреннего или охватывающего типа в зависимости от расположения шарниров связи с базовым трактором. При шарнирном креплении зубьев в конструкцию навесного устройства включается дополнительный элемент -- флюгер.

Наиболее простым в изготовлении является навесное устройство трех-звенного типа с креплением к корпусу заднего моста или к рамам гусеничных тележек. При таком устройстве в процессе подъема и опускания зубьев осуществляется поворот их относительно шарниров крепления рамы к базовой машине. Основными недостатками этой конструкции являются значительные углы рыхления в начальный момент заглубления зубьев, достигающие 80--90°, и наклон передней поверхности стойки в сторону движения тягача, вызывающий появление дополнительных сопротивлений разрушению и выталкивание зуба из грунта. В результате теряется устойчивость базового тягача и снижается величина тягового сцепления.

Параллелограммное навесное устройство обеспечивает постоянство угла рыхления в пределах всего заглубления зуба. Практика показала перспективность такого устройства особенно при разработке скальных пород и мерзлых грунтов, поскольку облегчается заглубление рыхлителя, увеличивается срок службы наконечников рабочего органа, уменьшается энергоемкость процесса в связи со снижением степени дробления и смятия разрабатываемого материала. Кроме того, снижается частота сколов стружки и, как следствие, динамическая нагрузка на весь агрегат, облегчается работа гидроцилиндров в результате перераспределения основной реактивной нагрузки внутри системы навесного устройства между верхней и нижней тягами. Параллелограммное навесное устройство позволяет использовать зубья с более длинными стойками, поэтому даже при наибольшем заглублении зуба можно иметь увеличенный зазор от рабочей балки до грунта.

Рис. 11 - Рыхлитель ДП-5С с трехзвенным навесным устройством: 1 -- стойка; 2 -- гидросистема; 3 рабочий орган

Трехзвенное навесное устройство применяют в рыхлителях ДП-5С. Основным узлом такого устройства является стойка, состоящая, в свою очередь, из двух вертикальных стоек коробчатого сечения, соединенных между собой горизонтальными балками. Для подсоединения рабочего органа в нижней части вертикальных стоек предусмотрены отверстия и пальцы, крепящиеся гайкой.

Параллелограммное навесное устройство имеют рыхлители ДП-22С, ДП-9С, ДП-10С и др.

Рыхлитель ДП-9С состоит из рамы, тяги, балки, зубьев с наконечниками, гидроцилиндров, буферного устройства и флюгеров. Сварная рама коробчатого сечения является нижним звеном четырехзвенника рыхлителя, а сварная тяга -- его верхним звеном. Балка также является звеном, на котором крепятся флюгеры с тремя зубьями, имеющими сменные наконечники.

Рабочим органом рыхлителя является зуб, состоящий из стойки с посадочным хвостовиком, наконечника, защитной накладки и элементов крепления -- стопоров. В ряде случаев для повышения производительности при рыхлении пластичномерз-лых грунтов и трещиноватых скальных пород на зубьях устанавливают уширители.

Стойка является несущим, наиболее нагруженным элементом зуба, на котором крепятся его детали. При разработке плотных связных и слабых трещиноватых скальных грунтов и при большом заглублении наконечника рыхлителя стойки частично участвуют в разрушении грунта, производя дополнительное рыхление.

Для современных рыхлителей характерны в основном стойки трех типов: изогнутые, прямые и с незначительным изгибом. Рыхление стойками изогнутой формы осуществляется с меньшими усилиями, чем прямыми, однако при рыхлении средних и крепких трещиноватых скальных пород и мерзлых грунтов выломленные глыбы могут заклиниваться между стойкой и рамой рыхлителя, что ведет к значительному повышению сопротивления рыхлению. Иногда применяют стойки с незначительным изгибом. Как показали исследования, они наиболее эффективны при разработке скальных грунтов средней крепости.

Для предотвращения износа передней грани стойки, особенно в нижней части, контактирующей с грунтом, рекомендуется защищать ее съемными износостойкими стальными пластинами -- защитными накладками, устанавливаемыми на рабочей поверхности стойки в специальных гнездах, либо стальными литыми или коваными кожухами, надеваемыми на конец стойки.



Рис. 12 - Рыхлитель ДП-ЧС: 1 -- бульдозер; 2 -- тяга; 3 -- гидродилиндр; 4 -- балка; 5 -- буферное устройство; 6 т-- флюгер; 7 -- зуб с наконечником; 8 -- рама

Наконечники являются сменной частью зуба, обеспечивающей непосредственное отделение грунта от массива и его разрушение. По форме различают симметричные и асимметричные наконечники.

В практике строительства широкое признание получают уширители к рабочим органам рыхлителя, позволяющие разрушать значительно большие объемы скальных пород за один проход за счет уширения режущей кромки наконечника. При этом происходит дробление и практически сплошное разрушение грунта между соседними бороздами. В результате снижаются энергетические показатели процесса рыхления и удельный износ рабочих органов (на 1 м3 разработанного грунта). Конструктивно уширители выполняют либо в виде расширяющихся в стороны от режущей кромки зуба клиновидных пластин, жестко или шарнирно смонтированных на стойке зуба, либо в виде двух стержней, выступающих по бокам стойки.

У рыхлителя ДП-9С к рабочей балке коробчатого сечения приварены два верхних и два нижних кронштейна. Балка сварена из листового проката и имеет три кованые втулки с прямоугольными бобышками, вваренные внутри балки: две по ее концам и одну посередине. Во втулках размещается вертикальная ось крепления флюгера рабочего органа.

Зубья посредством двух цилиндрических пальцев каждый закреплены в литых флюгерах, которые, в свою очередь, при, помощи вертикальной оси закреплены в рабочей балке. Все три флюгера рыхлителя одинаковы по конструкции. В случае необходимости работы с трактором-толкачом из среднего флюгера вынимают пальцы крепления зуба, на флюгер сверху устанавливается специальное буферное устройство с отверстиями на боковых щеках, совпадающими с отверстиями флюгера, а затем флюгер, буферное устройство и зуб соединяют удлиненными пальцами с резьбой на одном конце и буртиком на другом.

Зубья состоят из стойки и наконечника, который закреплен на стойке при помощи двух сухарей, соединяемых болтом. Для восприятия усилий от наконечника на стойке приварены две пластины, в которые в процессе рыхления упираются удлиненные щеки наконечника.

У рыхлителя ДП-26С рабочая балка предназначена для закрепления одного рабочего органа -- зуба. Она имеет форму коробки, вытянутой в вертикальной плоскости, внутри которой вварена другая коробка, где и устанавливается зуб. Такая конструкция балки позволяет закреплять зуб посредством одного пальца и воспринимать значительные боковые нагрузки. В нижней части балки вварена кованая скоба, которая служит упором для зуба. Сзади к скобе приварена полка для толкача. На полке установлено буферное устройство. Зуб состоит из стойки, наконечника и стопорного устройства. На стойке наконечник закреплен с помощью цилиндрического пальца с разрезной пружинной втулкой.

При использовании для работы рыхлителя гидравлической системы базового тягача дополнительно устанавливают рабочие цилиндры и трубопроводы. Для привода рыхлителей применяют гидросистемы объемного действия с замкнутой и с открытой схемами. Обычно используют нерегулируемые лопастные, шестеренные и аксиально-плунжерные насосы большой подачи, что позволяет обеспечивать высокие рабочие скорости подъема и опускания рыхлителя.

У рыхлителя ДП-22С управление навесным оборудованием осуществляется от гидросистемы базового трактора. Она состоит из блока шестеренных насосов, золотникового четырех-позиционного распределителя с предохранительным клапаном, масляного бака объемом 100 л с гидроциклоном очистки масла от механических примесей, карданной передачи, соединяющей редуктор с коленчатым валом двигателя, гидроцилиндров управления и системы трубопроводов.

Блок шестеренных насосов включает в себя три насоса НШ-46В, имеющие общие коллекторы на всасывающей и нагнетательной магистралях, и редуктор, на крышке которого смонтированы насосы. В случае агрегатирования рыхлителя с бульдозером в распределителе могут быть введены дополнительные унифицированные секции. Гидроцилиндры управления рыхлителя расположены штоками вверх. Проушины цилиндров закреплены на балке трактора.

Гидросистема управления рыхлителем ДП-9С включает в себя аксиально-плунжерный насос У PC-10, золотниковый четырехпозиционный распределитель, бак с системой очистки масла, два гидроцилиндра, трубопроводы и гибкие резино-металлические рукава. Гидроцилиндры управления рыхлителем -- двойного действия. Нижняя серьга крепления гидроцилиндра соединена с его крышкой при помощи двух пальцев. Разъемная конструкция серьги позволяет производить монтаж и демонтаж гидроцилиндра, не вынимая нижнего пальца из шарнира.

Основными факторами, определяющими эффективность рыхления мерзлых грунтов и горных пород, являются прочность последних и класс базового трактора. Для увеличения тягового усилия при работе на мерзлых грунтах на траки трактора устанавливают специальные грунтозацепы, позволяющие реализовать номинальную мощность двигателя по сцеплению. Минимальная глубина рыхления за один проход должна на 20--30% превышать толщину слоя грунта, убираемого бульдозерами и скреперами, с которыми работает рыхлитель. При установившемся рыхлении и наибольшем опускании зубьев угол рыхления рекомендуется принимать не более 45° при заднем угле не менее 8°.

C увеличением прочности грунта возрастает его сопротивление разрушению, уменьшается эффективность рыхления и ухудшаются условия сцепления гусеничного движителя с поверхностью грунта. Поэтому производительность рыхлителей с понижением температуры грунта уменьшается. При высокой механической прочности грунта рыхление его осуществляется одним средним зубом. После прохода наконечника зуба образуется характерная прорезь трапециевидного сечения. Рыхление производят параллельными резами с максимально возможной для данных условий глубиной.

Оптимальными условиями рыхления, обеспечивающими минимальную энергоемкость процесса, являются такие, при которых соотношение между глубиной рыхления и шириной наконечника будет равно 3--5. При этом соотношении объем разрушенного грунта в прорези получается максимальным. Расстояние между соседними проходами выбирается таким, чтобы происходил скол неразрушенного массива грунта между резами, и оставшиеся «гребешки» были минимальными. Расположение соседних проходов с расстоянием, меньшим 0,4--0,5 м, вызывает увод рабочего органа в ранее полученную прорезь.

Применение рыхлителей наиболее эффективно при рыхлении корки мерзлого грунта. Целесообразно при глубине промерзания 50--60 см и достаточном тяговом усилии трактора производить рыхление за один проход с последующей уборкой грунта бульдозерами. При большей глубине промерзания разработку грунта осуществляют послойно. При этом установлено, что производить повторные резы по одной прорези нерационально, так как это приводит к снижению производительности рыхлителя.

Рыхлители являются навесным“оборудованием к тракторам (тягачам) и предназначены для послойного разрыхления твердых, каменистых и мерзлых грунтов.

Применение рыхлителей позволяет использовать землеройные машины небольшой мощности для разработки крепких грунтов, резко увеличить производительность более мощных машин и значительно снизить стоимость работ.

Рыхлители используются также для выкорчевывания пней, удаления камней, взламывания дорожных покрытий при ремонте дорог и т. п.

Рабочим органом рыхлителя является один или несколько зубьев, закрепленных на подъемной тяговой раме, соединенной с трактором.

Навесные рыхлители располагаются на базовом тракторе (тягаче) сзади, что позволяет монтировать впереди бульдозерный отвал.

Навесной рыхлитель специального назначения ДП-9С (рис. 128) смонтирован на базе трактора ДЭТ-250 и состоит из нижней тяговой рамы, телескопической упорной балки, позволяющей регулировать угол резания в пределах 35--45°, рабочей балки коробчатой конструкции, двух гидроцилиндров, трех зубьев со съемными наконечниками и флюгеров.

Нижними проушинами рабочая балка соединяется с тяговой рамой, а верхними кронштейнами -- с упорной балкой и гидроцилиндрами.

Зубья закреплены на рабочей балке во флюгерах. Конструкция крепления позволяет зубьям поворачиваться в горизонтальной плоскости в пределах ±15°.

4. Расчётная часть

Расчёт эксплуатационной производительности бульдозера, в данном случае бульдозера Комацу Д375.

Vв,м3=1,8

Тц,с=165,5

Кв=0,9

tс=8

lн=20

lп=100

Vн=1

Vд.г=1,5

Vд.п=2,5

tо=2,5

tпов=10

Эксплуатационную производительность бульдозера (Komatsu D375) Qэ (м3/ч) определяют по формуле

Qэ = 3600 VвКуклКвап /Тц,

где --Vв объем призмы волочения, м3; Кукл -- коэффициент уклона местности; Тц -- время рабочего цикла, с; Кв=0,9- коэффициент использования бульдозера по времени; ап коэффициент, учитывающий просыпи породы из отвала в процессе ее перемещения на пути lп.(B=0,008ч0,04)

Тц=,

где tс-время переключения скоростей и опускания лемеха-8с; lн-расстояние набора породы-20м; Vн-средняя скорость движения бульдозера при наборе-1м/с; Vд.г-средняя скорость движения бульдозера с грузом-1,5м/с; Vд.п-средняя скорость движения бульдозера без груза-2,5м/с; lп-расстояние перемещения породы 100м. Тогда

Тогда



Заключение

Все перечисленные модели могут являться гарантированно надежной техникой для выполнения земельных работ при строительстве различных вертикальных и горизонтальных сооружений, разработке каменных, глиняных и других карьеров, в горнодобывающей промышленности. То есть там, где требуется большая мощность и способность бульдозировать большой объем и тяжелый вес.



Список литературы

1.Механическое оборудование карьеров: Учебник для вузов-6-е изд., перераб. и доп.-М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007.-680 с.: ил. (ГОРНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ)-Подерни Р.Ю.

2. Практикум по открытым горным работам: Учеб. Пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. И доп.-М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003.-429 c.:Ялтанец И.М., Щадов М.И.

Размещено на Allbest.ru

...