14. Землеройно-транспортные машины.

14.1. Особенности рабочего процесса и классификация.

Землеройно-транспортные машины (ЗТМ) предназначены для послойного отделения грунта от массива, его захвата и транспортирования. К ним относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, автогрейдеры, грейдер-элеваторы и струги.

Область рационального применения ЗТМ ограничена дальностью перемещения грунта. Бульдозеры эффективны при транспортировании грунта на небольшие расстояния – до 100 м; скреперы с гусеничными тягачами – до 300 м, колесными – 3…5 км. Грейдерами и автогрейдерами обычно перемещают грунт на несколько метров, в некоторых случаях – на несколько десятков метров. Дальность перемещения грунта грейдер–элеваторами и стругами ограничивается вылетом их отвального конвейера или дальностью действия метателя.

ЗТМ классифицируются: по мощности силовых установок: (малой до 100 кВт, средней (100…200) и большой (свыше 200 кВт); по режиму работы – цикличного (бульдозеры, скреперы, грейдеры) и непрерывного (грейдер–элеваторы, струги) действия; по конструкции рабочих органов – ножевые (бульдозеры, грейдеры, автогрейдеры, грейдер–элеваторы и струги), ковшовые (скреперы); по степени подвижности – самоходные, прицепные и полуприцепные.

Землеройно-транспортными машинами, в основном, производятся земляные работы в дорожном, гидротехническом и аэродромном строительстве. Бульдозеры как универсальные машины, применяются для всех видов строительства.

Рабочий процесс ЗТМ цикличного действия состоит из операций отделения грунта от массива (копания), его транспортирования к месту укладки (отсыпки), разгрузки и возвращения машины на исходную позицию. Грунт отделяют от массива гладкими или оснащенными зубьями ножами за счет тягового усилия тягача. В зависимости от вида рабочего оборудования отделенный грунт накапливается перед отвалом или поступает в ковш, которым он транспортируется к месту отсыпки. Скорости передвижения ЗТМ выбирают а зависимости от преодолеваемых сопротивлений и иногда по технологическим соображениям, например, возможностью оптимального управления грейдером или бульдозером при профилировочных и планировочных работах.

В большинстве случаев ЗТМ перемещаются передним ходом. Некоторые виды работ в зависимости от местных условий могут выполняться по челночной схеме с возвратом машины на исходную позицию задним ходом, например, при засыпке траншей и котлованов бульдозером, при планировочных работах на коротких участках.

Все операции рабочего цикла ЗТМ непрерывного действия (резание, транспортирование и разгрузка грунта) выполняются одновременно. При этом для резания используется землеройный рабочий орган, а для перемещения и отсыпка грунта специальный транспортирующий рабочий орган в виде ленточного конвейера или метателя.

14.2. Бульдозеры.

14.2.1. Назначение, область применения и классификация.

Бульдозер состоит из трактора, оборудованного управляемым отвалом с ножом для послойного срезания, перемещения и разравнивания грунта.

Бульдозерами возводятся насыпи, планируются площадки и откосы, отрываются и засыпаются траншеи, котлованы, каналы, штабелируются и распределяются по поверхности различные сыпучие материалы. Они могут использоваться для корчевки пней и валки деревьев, расчистки дорог и площадок, для работы в качестве толкачей скреперов.

Бульдозеры классифицируют по номинальному тяговому усилию и ходовым системам базовых тракторов, назначению, конструктивным отличиям навесного оборудования.

По номинальному тяговому усилию бульдозеры подразделяют на сверхтяжелые – с номинальным тяговым усилием более 350 кН, тяжелые – 200-350 кН, средние – 135-200 кН, легкие – 25-135 кН и очень легкие – менее 25 кН.

Различают бульдозеры общего, специального и многоцелевого назначения. Бульдозеры общего назначения предназначены для землеройно-транспортных и планировочных работ в различных климатических условиях при температуре воздуха от –40⁰ до +40⁰ С.

Специальные бульдозеры предназначены для выполнения таких работ, как прокладка путей и пионерных дорог, сгребание торфа, разравнивание кавальеров, подземная или подводная разработка материалов, разработка легких материалов типа угля, а также для работы в особых климатических и эксплуатационных условиях (при низких отрицательных температурах до –60⁰ С, тропической влажности и температуре до +60⁰ С, в сухом и жарком климате пустынь, в опасных и загазованных местах, на грунтах с пониженной несущей способностью и т.д.). На специальных бульдозерах используют отвалы различных типов, соответствующих их назначению.

Бульдозеры многоцелевого назначения наряду с выполнением обычных землеройно-транспортных работ используют для разработки и засыпки траншей, каналов, скважин, отрывки корыт проведения земляных работ на мерзлых грунтах, погрузочно-разгрузочных работ. В этом случае бульдозерное оборудование агрегатируют с задним оборудованием экскаватора, рыхлителя, канавокопателя, бурильно-крановой машины и т.п.

Бульдозеры–рыхлители выпускают общего и специального назначения. Машины общего назначения служат для разработки и перемещения мерзлых и разборно–скальных грунтов. Бульдозеры – рыхлители специального назначения имеют рыхлительное оборудование в однозубом исполнении для глубокого рыхления грунтов. В многозубом исполнении рыхлители используют на горных работах.

По ходовому устройству различают бульдозеры гусеничные и колесные.

Рис. 14.1 Схемы основных типов отвалов бульдозера:

а – неповоротный; б – поворотный; в – полусферический; г – универсальный (путепрокладочный); д – с амортизаторами (для толкания скреперов); е - сферический

По типу рабочего органа различают бульдозеры (рис. 14.1):

с неповоротным отвалом, который установлен перпендикулярно продольной оси машины и не может поворачиваться в плане;

с неповоротным полусферическим отвалом, боковые части которого установлены под небольшим углом к лобовой поверхности;

с неповоротным сферическим отвалом, состоящим из трех примерно равных частей, установленных одна к другой под углом около 15⁰;

с неповоротным усиленным отвалом, оборудованным амортизаторами для уменьшения ударных нагрузок при толкании скреперов;

с поворотным отвалом, устанавливаемым в горизонтальной плоскости под углом в обе стороны от продольной оси машины или перпендикулярно к ней;

универсальные (или путепрокладчики) с шарнирно сочлененным отвалом из двух половин, которые по отдельности или вместе можно устанавливать в горизонтальной плоскости под углом к продольной оси машины или перпендикулярно к ней.

По типу рамы различают бульдозеры с охватывающей и внутренней рамой. Внутреннюю раму используют для бульдозеров толкачей, жесткость которых должна быть повышенной.

По типу механизма управления различают бульдозеры с гидравлическим и канатно-блочным управлением. Управление последнего типа в настоящее время почти не используют.