8. Землеройно-транспортные машины

Землеройно-транспортные машины (ЗТМ) широко исполь­зуют в строительстве. С их помощью возводят насыпи, роют выемки и котлованы, профилируют земляное полотно, плани­руют площади и выполняют многие виды других работ. Как указывалось выше, характерной чертой таких машин является совмещение элементов рабочего процесса {разработки грунта) с перемещением.

Землеройно-транспортные машины в зависимости от кон­структивных особенностей рабочих органов подразделяются на ковшовые (скреперы), ножевые (бульдозеры, грейдеры и грей­дер-элеваторы) и фрезерные (землеройно-фрезерные).

Скреперы. Они предназначены для послойного копания грун­тов в материковом залегании, их транспортировки и отсыпки в земляные сооружения с планировкой слоями равномерной толщины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов, в том числе с каменистыми включениями крупностью до 300 мм при емкости ковшей меньше 6 м³ и до 600 мм при емкости ков­шей 6 м³ и более. Скреперами можно разрабатывать грунт до IV категории включительно. Для повышения эффективности их работы грунты III и IV категорий предварительно разрыхляют.

Имеются два типа скреперов; с загрузкой движущим уси лием (рис. 19) и с принудительной загрузкой элеватором (рис. 20).

Рис. 19. Колесные скреперы Рис Схема работы скрепера а- прицепной двухосный; б-прицепной с принудительной загрузкой

одноосный: в — полуприцепной одноосный; а— порожний ход; б —загрузка; г—самоходный в —транспортировка; г — выгрузка

Скреперы с загрузкой движущим усилием подразделяются па прицепные (рис. 19, а и б), у которых вся масса конструк­ции и содержащегося в ковше грунта передается через ходо­вые колеса на опорную поверхность, и полуприцепные (рис. 19,а и г), у которых часть (до половины) массы кон­струкции и грунта догружает буксирующую машину.

Прицепные скреперы бывают двухосными (рис. 19, а) и од­ноосными (рис. 19,6), а полуприцепные — только одноосными (рис. 19, ваг).

Агрегат, состоящий из полуприцепного скрепера и одноос­ного тягача (рис. 19,г), условно называют самоходным скре­пером. Существуют самоходные двухмоторные скреперы, у ко­торых на задней оси смонтированы двигатель и трансмиссия, сблокированные с одноименными агрегатами тягача. У таких машин полная масса конструкции и грунта используется в ка­честве активного сцепного веса, что повышает проходимость агрегата.

На рис. 21 представлена схема самоходного скрепера. Наи­более часто применяются самоходные скреперы с колесным од­ноосным тягачом.

Самоходные скреперы подразделяются на обычные, загрузку которых в забое производят с помощью толкачей, и с принуди­тельной загрузкой. Подталкивая скрепер сзади, толкач, которым служит гусеничный трактор или бульдозер, оборудованные толкающим щитом либо буфером, способствует Солее быстрому и лучшему заполнению ковша. Каждый толкач обслуживает группу из нескольких скреперов. Число скреперов на один тол­кач может быть определено соотношением продолжительностей циклов скрепера и толкача,

Б современных скреперах применяют либо силовой способ загрузки ковша под давлением срезанной стружки грунта, либо свободный — с помощью встроенного в переднюю часть ковша скребкового элеватора. По первому способу ковш преодолевает большие сопротивления. У скрепера со свободной загрузкой скребковый элеватор установлен под углом 45—50° взамен пе­редней заслонки. Срезаемый ножом грунт транспортируется в ковш нижней ветвью элеватора.

По способу разгрузки различают скреперы со свободной разгрузкой (вперед или назад), полупринудительной (щелевой или донный) и принудительной. При свободной разгрузке (рис. 22, а) весь ковш поворачивается на такой угол, при кото­ром грунт высыпается из него под действием силы тяжести.

По полупринудительному способу (рис. 22, в и г) ковш раз­гружается в результате поворота днища и задней стенки (при этом боковые стенки ковша остаются неподвижными). Недо­статком свободной и полупринудительной разгрузки является неполная разгрузка ковшей при работе в переувлажненных грунтах. При принудительном способе разгрузки (рис. 22, б) грунт выталкивается из ковша движущейся вперед задней стен­кой, что позволяет полностью разгружать ковш.

Передние заслонки могут быть плавающими или управляе­мыми. В первом случае при разработке грунта заслонка подни­мается давлением призмы волочения, во втором — подъемным механизмом, блокирующим управление заслонкой и ковшом.

Рис. 21. Схема самоходного скрепера

1е колесо; 3 — сцепное устройство; 4 — цилиндр ыеяаниэма пово­цилиндр подъема ковша; 6 — рана; 7 — передняя заслонка; 8 — ковш- 9 — задкнч стенка; 10 — заднее кплесо; 11— буфер; 12 — ножи

Рис, 22. Схемы способов разгрузки скреперов

а — свободный; б — принудительный; в к г — полупри­нудительный; д — скребковый свободный

Бульдозеры. Они предназначены для послойного копания грунтов и их одновременного перемещения волоком по поверх­ности земли к месту отсыпки. Их используют для обратной за­сыпки траншей и котлованов, сооружения насыпей из грунтов боковых резервов или продольной перевозки, грубой плани­ровки земляных поверхностей, а также для подготовительных работ: валки деревьев, срезки кустарников, корчевания пней, собирания камней и т. п. Их применяют также для распределе­ния грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, формирования террас на косогорах, штабелирования сыпучих материалов и подачи их к перерабатывающим агрегатам, для вскрышных работ и в качестве толкачей скреперов.

Рабочий процесс бульдозера состоит из операций копания, перемещения и разравнивания грунта. При копании режущая часть отвала заглубляется в грунт и бульдозер одновременно движется вперед. Вырезаемый из забоя грунт накапливается перед отвалом, формируя призму грунта, которую называют призмой волочения. После этого отвал выглубляют, и бульдо­зер перемещает грунт к месту укладки. Затем бульдозер раз­равнивает призму грунта несколько приподнятым отвалом. Раз­равнивать грунт можно передним и задним ходом машины. При транспортировке грунта часть его теряется. Потери, зави­сящие от дальности перемещения, могут доходить до 30 % и бо­лее от объема призмы волочения.

В зависимости от условий работы, мощности и типа тягача гусеничные бульдозеры работают на скоростях 2,4—6 км/ч, на колесных тягачах — 3,5—8, а перемещают грунты соответ­ственно на скоростях 4—8 и 6—-12 км/ч (холостой ход 10—12 и 20—25 км/ч).

Для выполнения подготовительных работ на раму бульдо­зера навешивают дополнительные виды рабочего оборудова­ния: кусторезы, корчеватели, собиратели и др. Бульдозеры не­редко выпускают в комплекте с рыхлителями и канавокопате­лями, навешиваемыми сзади машины.

По способу крепления отвала бульдозеры делятся на непо­воротные и поворотные, а по типу ходового оборудования — на колесные и гусеничные. По типу механизмов управления отва­лом различают бульдозеры с гидравлическим и канатным уп­равлением.

По номинальному тяговому усилию бульдозеры делятся на легкие (25—135 кН), средние (13—200 кН), тяжелые (200— 300 кН) и сверхтяжелые (свыше 300 кН).

На рис. 23 изображена схема работы бульдозера с непово­ротным отвалом. У таких бульдозеров отвал установлен в плане перпендикулярно продольной оси несущего трактора и не мо­жет быть установлен под углом к этой оси.

На рис. 24 приведена схема устройства бульдозера с пово­ротным отвалом. В данном случае отвал может быть установ­лен перпендикулярно или под углом в обе стороны к оси несу­щего трактора.

У обоих типов бульдозеров может быть предусмотрено уст­ройство для бокового двустороннего наклона (поперечного пе­рекоса) отвала в плоскости, перпендикулярной продольной оси несущего трактора (рис. 24,6), и устройство для регулировки угла резания ножей отвала. Бульдозеры первого типа переме­щают призму срезанного грунта по оси движения, второго

Рис. 23. Схема работы бульдозеров с неповоротным отвалом

о — транспортное положение; б — положение резания грунта и накопления призмы

на отвале; в — положение перемещения призмы грунта ' — трактор; 1 — отвал; 3 — толкающий брус:

4 — призма грунта перед отвалом

Рис. 24. Схема устройства бульдозера с поворотный отвалом

а — поворот отвала в плане; б — поперечный перекос отвала * толкающая рама; 2 — боковой толкатель: 3 — отвал с ножами; 4 — отвал, повернутый а плане; 5 — отвал, повернутый к вертикальной плоскости

типа— вдоль оси движения при перпендикулярном к ней поло-женин отвала или в сторону от этой оси при отвале, установ­ленном под углом к ней в плане. Перемещение грунта в сто­рону повернутым в плане отвалом производится преимущест­венно для засыпки каналов, траншей и т. п.

На многих бульдозерах устанавливают специальные упоры для использования их в качестве толкачей для скреперов.

Мощность бульдозеров, используемых в строительстве, до­стигает 600—600 кВт с одновременным перемещением за один цикл 7,5 м³ грунта. Перспективны модели бульдозеров, которые за один цикл могут перемещать до 15 м³ грунта.

В зависимости от условий работы применяют различные от­валы бульдозеров (рис. 25). У прямого простого отвала имеется прямая образующая, небольшие изогнутые боковые щитки и ножи для уменьшения износа щитков. Ножи отвала обычно со­стоят из двух частей и оснащены выступающими вперед смен­ными угловыми ножами. Такими отвалами разрабатывают крепкие грунты.

Универсальный отвал используют для планировочных работ в грунтах с нарушенной структурой.

Сферический отвал применяют для разработки мягких и средней крепости грунтов. Изогнутая в плане форма отвала предусмотрена для косого резания грунтов, при котором умень­шается сопротивление резанию и можно увеличить на 10—12 % длину отвала. Благодаря выступающим вперед концам отвала объем перемещаемого грунта на 20—25% больше, чем при пря­мом отвале.

Отвал с боковыми рыхлящими зубьями используют для раз­работки крепких каменистых грунтов бульдозерами большой мощности. Зубья выдвигаются гидроцилиндрами ниже ножей на 20—30 см.

Рис. 25. Формы отвалов бульдозеро

mi. м, ч<ирмы отвалов бульдозеров

а —прямой, б — универсальный; в — сферический; г —с боковыми рыклнщнын зубь­ями; д — совковый для уборки; е — короткий толкающий

/ — лобовой лист вместе с козырьком; 2 — боковые щитки; J — боковые ножи; 4 — угловые ножи; 5 — средние ножи; 6 — открылки; 7 — выдвижные зубья