Глава 16. Общие сведения о землеройно-транспортных машинах

16.1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА РАБОТЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Существенной особенностью землеройно-транспортных машин является то, что они при передвижении одновременно могут выполнять основной комплекс земляных работ. Эти ма­шины осуществляют послойную разработку грунта, транспорти­рование его и выгрузку в отвал или насыпь. Их широко исполь­зуют в строительстве, так как с помощью их значительно сни­жается стоимость земляных работ.

К землеройно-транспортным машинам относят бульдозеры на гусеничном (рис. 16.1, а) и колесном (рис. 16.1, б) ходу; при­цепные (рис. 16.1, г, д, е) и полуприцепные (рис. 16 1, ж, з, и) к гусеничным или колесным тягачам, скреперы, а также самоход­ные скреперы (рис. 16.1, к, л); автогрейдеры (рис. 16.1, б); грей­деры-элеваторы (рис. 16.1, м) и струги (рис. 16.1, н). Наибольшее применение в строительстве получили машины первых трех видов.

Посредством этих машин ведется строительство дорог, выемок, котлованов, каналов, насыпей, планировка площадей, трасс и оснований под фундаменты зданий и сооружений, а также выпол­няются другие виды работ. По сравнению с одноковшовыми экскаваторами землеройно-транспортные машины менее универ­сальны, однако, отличаясь простотой конструкции и обслужива­ния, они имеют высокую производительность и малое количество обслуживающего персонала при малом весе машины

Повышение эффективности этих машин в последнее время достигается путем применения рациональной формы рабочих орга­нов ножевой системы, отвалов и ковшей Совершенствование ножевой системы сводится к ступенчатому и сдвоенному располо­жению ее частей по ширине рабочего органа. Такое конструктив­ное решение ножей, как показали исследования, позволяет сни­зить сопротивление грунта копанию и повысить производитель­ность машин.

Значительный эффект в этих машинах с ковшовым рабочим органом может быть получен при применении газовоздушной смазки трущихся о грунт его частей и подгребающих устройств элеваторного и метательного типов

Рис. 16.1. Конструктивные схемы землеройно-транспортных машин

16.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ

Одним из основных технико-экономических показателей , работы любой землеройно-транспортной машины является ее производительность. Последняя оценивается количеством выну­того из массива грунта (м³) в единицу времени (обычно в 1 ч, « за одну смену, один год).

Различают три вида производительности: теоретическую, тех­ническую и эксплуатационную (см. гл. 7).

Теоретическая производительность определяется при расчет- ных внешних нагрузках, возникающих в процессе разработки грунта, расчетных скоростях рабочих движений и непрерывном рабочем процессе. Ее находят (м³/ч) из зависимости

По = 3600q_р/t_ц.

где q_р — расчетный объем перемещаемого грунта, m³; t_n — про­должительность цикла, с.

Техническая производительность машины характеризует, ка­кое количество грунта (м³/ч) из массива может вынуть машина в данных конкретных условиях работы:

П_т =П₀К_у, (16.1)

где К_у — коэффициент, учитывающий влияние на П_т характе­ристик разрабатываемого грунта и условий работы машины.

Эксплуатационная производительность машины учитывает ис­пользование машины по времени и определяется из выражения

П_э = П_тКв, (16.2)

где К_в — коэффициент использования машины по времени.

Значение К_в зависит от простоев машины, вызванных тех­нологией работ, ее техническим обслуживанием и ремонтом, состоянием грунта, числа рабочих смен в течение года, месяца и т. п. Обычно число рабочих смен в году для землеройно-транс­портных машин принимают около 250. Показатели производитель­ности используют при сравнении машин, разработке организации работ и подборе землеройного оборудования для проектируемого объекта строительства.

Производительность труда на одного человека в год при раз­работке грунта скреперами, бульдозерами и экскаваторами с по­грузкой в автотранспорт соответственно составляет 5—40, 6—76 и 2,8—34 тыс. м³.

Помимо рассмотренных показателей при оценке уровня машин часто пользуются показателями удельных энергоемкости, металло­емкости и трудовых затрат при работе данной машины, а также себестоимостью вынутого из массива 1 м³ грунта (см. гл. 2).

16.3. АГРЕГАТИРОВАНИЕ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН С ТРАКТОРАМИ И ТЯГАЧАМИ

Агрегатирование машин в основном осуществляется с одноосными или двухосными колесными, а также гусеничными тракторами (тягачами). В последнем случае машина обычно полу­чается или с навесным (бульдозер, грейдер), или с прицепным (скрепер) рабочим оборудованием.

При использовании одноосного тягача машина называется полуприцепной или самоходной. При применении двухосного колесного тягача машина может быть как с прицепным, так и полу­прицепным и навесным рабочим органом. В некоторых случаях агрегатирование тягача с рабочим оборудованием выполняется так, что образуют в совокупности самоходную машину с одной общей рамой. При агрегатировании с одноосными тягачами ма­шины обычно получаются двухосными, причем при груженом ковше нагрузка на ось тягача составляет около половины от веса

машины и примерно в 2 раза превышает вес тягача. Это увеличи­вает сцепной вес на ведущих колесах машины и соответственно ее тяговые свойства.

Полуприцепные машины обладают высокой маневренностью. Движение по кривой у них осуществляется поворотом тягача относительно полуприцепа. Угол поворота между их продоль­ными осями при этом может достигать 90°. Нужное положение между соединяемыми агрегатами достигается посредством двух гидроцилиндров. Минимальный радиус траектории движения центра масс такой машины при повороте может быть меньше про­дольной базы ходовой части.

Передача энергии от силовой установки тягача к ведущим колесам обычно осуществляется через гидротрансформатор, чаще с прозрачной характеристикой, дифференциал и планетарные пере­дачи. Максимальный преодолеваемый подъем у них достигает 30%.

У полуприцепных машин большой мощности для увеличения сцепного веса ведущей делают не только переднюю, но и заднюю оси хода с установкой на последней иногда второго двигателя. Передача энергии от силовой установки к ведущим колесам в этом случае осуществляется с помощью электрической или гидравличе­ской трансмиссий. Конечным звеном ее являются соответственно электродвигатели или гидромоторы, которые встраивают в сту­пицы колес.

При хороших дорожных условиях и подъемах на них до 20% весьма производительны двухосные тягачи автомобильного типа. Они, обладая высокой маневренностью, могут передвигаться со скоростью до 80 км/ч. Движение по кривой у них достигается в результате поворота передних колес или применения шарнир­ной связи между рамами установки передней и задней осей. Недостатком последней конструкции является уменьшение устой­чивости машины Поэтому у них не следует совмещать шарниры поворота рам в вертикальной и горизонтальной плоскостях.