7.2. Устройство и конструктивные особенности бульдозеров и рыхлителей

7.2.1. Гусеничные бульдозеры с неповоротным отвалом

Бульдозеры с неповоротным отвалом (рис. 7.1) устанавливают на базовом гусеничном тракторе 1. В качестве базовой машины может быть использован колесный трактор, тягач или специальное шасси. Двигатель трактора через муфту сцепления 3 или гидротрансформатор, коробку перемены передач 5, задний мост 6 и звездочки 7, передает движение гусеницам 9.

Рис. 7.1. Бульдозер с неповоротным отвалом с гидравлическим управлением на гусеничном тракторе

Кабину 4 размещают в задней (см. рис. 7.1), средней (рис 7.2) или передней (рис. 7.3) части базовой машины. На большинстве машин кабина располагается сзади (на тракторах типа «Беларусь», ДТ-75, Т-4АП2, Т-130М, Т-180Г) или в средней части (на тракторе ДЭТ-250М). У бульдозеров на базе трактора Т-330 кабина находится впереди машины со стороны бульдозерного оборудования.

Рабочее оборудования различных бульдозеров может иметь определенные конструктивные особенности в зависимости от назначения, типа и мощности базовой машины и пр. [2,5,6,7], но общие принципы их устройства аналогичны.

К рамам гусеничных тележек 8 приварены упряжные шарниры 10, на которые установлены толкающие брусья 11 прямоугольного коробчатого сечения. На другом конце брусьев предусмотрены универсальные шарниры 12, на которых крепится бульдозерный отвал 13.

У бульдозеров с неповоротным отвалом его крепление к толкающим брусьям бывает жестким или шарнирным.

При жестком соединении толкающие брусья приварены к отвалу. К их противоположным концам приварены вильчатые ловители. С помощью ловителей и штырей толкающие брусья шарнирно соединены с цилиндрическими цапфами на концах поперечной балки. Поперечная балка трапециевидного сечения прикреплена в середине трактора к лонжеронам рамы с помощью двух стремянок и упоров, препятствующих ее смещению в продольном направлении.

При шарнирном соединении отвал с толкающими брусьями соединяется с помощью винтовых раскосов трубчатого сечения, обеспечивающих небольшое изменение угла резания (в пределах 10⁰) и угла поперечного перекоса (в пределах 4⁰ – 6⁰). Для соединения с опорными шарнирами толкающих брусьев на рамах гусеничных тележек установлены плиты с пальцами.

В бульдозерах с гидравлическим управлением (см. рис.7.1) для сохранения определенного положения отвала и резания грунта с минимальными затратами мощности отвал удерживается с одной стороны гидрораскосом 14, с другой – жестким раскосом 17. Механизм компенсации перекоса 16 распределяет нагрузки между толкающими брусьями 11. С помощью гидрораскоса отвал перекашивается в поперечной плоскости.

Гидроцилиндрами подъема – опускания 15 отвал устанавливают в нижнее I, рабочее II, транспортное III и промежуточные положения.

Гидроцилиндрами подъема – опускания и гидрораскосом управляют с помощью гидросистемы трактора, состоящей из гидронасоса, гидрораспределителя, масляного бака с системами очистки жидкости и гидролиний.

Бульдозер с канатно-блочным управлением (например, Д-686, рис.7.4) имеет отвал 1, толкающие брусья 2 и 3, винтовые раскосы 4 и 5, переднюю стойку 6, лебедку 7.

Отвал является рабочим органом бульдозера и представляет собой сварную конструкцию. На рис. 7.6. в качестве примера показан отвал бульдозеров Д-686 и Д-687 [7]. Он состоит из лобового листа 1, выполненного в средней части по радиусу, а в верхней и нижней частях – прямыми. В нижней части лобового листа имеются отверстия для крепления сменных (среднего и крайних) ножей. Для увеличения жесткости с тыльной стороны отвала к лобовому листу привариваются два гнутых листа (днище 2 и задняя стенка 3), образующие коробку. Кроме того, коробка усиливается в средней части диафрагмой 4, расположенной между задней стенкой и лобовым листом, и в нижней части – пластиной 5, которая, кроме усиления, служит для защиты резьбы крепления среднего ножа (пластина имеет отверстия для доступа к местам крепления ножей). Также для увеличения жесткости к торцам лобового листа и коробки

Рис. 7.6. Отвал бульдозера

приварены боковины 6 с накладками, предохраняющими боковины от истирания.

Верхняя тыльная часть отвала усилена швеллером 7, заглушкой козырька 8 и соединена с нижней коробкой ребрами жесткости 9, выполненными из швеллера. К тыльной стенке отвала приварены четыре проушины для соединения с толкающими брусьями.

Подъем и опускание отвала канатно-блочной системой осуществляется через кронштейн. По краям отвала находятся проушины для соединения с винтовыми раскосами.

При гидравлическом управлении головки штоков гидроцилиндров подъема и опускания отвала также связаны с проушинами или крепятся к толкающему брусу (бульдозер Д-687С).

На рис 7.7 приводится геометрические параметры отвала, а в табл. 7.4 – значения этих параметров для существующих типов отечественных рыхлителей.

Рис 7.7. Геометрические параметры отвала

Таблица 7.4

Профиль отвала подбирают таким образом, чтобы срезаемый от массива грунт двигался по отвалу вверх и обрушивался по направлению движения бульдозера (рис. 7.8, а). При этом менее всего затрачивается работы на трение грунта о грунт [8].

Если профиль подобран неправильно, то срезаемый грунт в процессе формирования призмы двигается вверх не по поверхности отвала, а выпучивает массу грунта, образующую призму (рис. 7.8, б). Это приводит к интенсивному трению между частицами грунта

При работе бульдозера на отвал действуют следующие силы (рис. 7.9): сила сопротивления резанию грунта Р_р, сила сопротивления внедрению рабочего органа в грунт Р_п, сила трения грунта призмы волочения о грунт Р_пр, сила трения режущей кромки отвала по грунту Р_тр1, а также сила трения грунта при его перемещении по отвалу Р_тр2. Сумма всех составляющих этих сил, направленных по оси движения бульдозера, должна быть меньше силы тяги по сцеплению Т_сц [7,8,9].

Рис. 7.9. Силы, действующие на отвал бульдозера

Толкающие брусья предназначены для передач усилия от трактора к отвалу и обычно представляют собой балки коробчатого сечения, к передней части которых приварен кронштейн со втулкой (бульдозеры Д-686, Д-687, Д-687С). К торцам бруса также приварены: спереди – подшипник со втулкой, соединяющий брус с отвалом, сзади – проушина со втулкой, соединяющая брус с опорой на тракторе. Во втулку вставлена и закреплена гайкой проушина. Между проушиной и втулкой устанавливают регулировочные прокладки.

Винтовые раскосы на бульдозерах с канатно-блочной системой и гидрораскосы на машинах с гидравлическим управлением предназначены для изменения угла резания отвала и его поперечного перекоса. Винтовые раскосы выполняются из трубы, к переднему торцу которой приварена гайка. В гайку ввинчивается винт, соединенный с проушиной на отвале. К другому торцу трубы приварена втулка с подвижной проушиной, которая связана пальцем с проушиной на толкающем брусе. В средней части трубы имеется отверстие, в которое вставляется рукоятка для вращения раскоса при регулировке угла резания или поперечного перекоса отвала. Фиксирование раскоса от раскручивания осуществляется рукояткой и упором, приваренным на брусе. Для смазки винтовой пары предусмотрены масленки. От попадания пыли и влаги резьба винта защищена войлочным кольцом, установленным в гайке.