Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Бульдозер на базе трактора Т-330

1. Назначение, общее устройство и принцип работы машины.

1.1. Назначение машины.

Бульдозер – это универсальная землеройно-транспортная машина, оборудованная отвалом криволинейной формы, закрепленном на раме, и предназначенная для выполнения различных строительных работ.

Рисунок 1 – Общий вид бульдозера Т – 130.

Бульдозером выполняют значительные объемы работ в мелиоративном строительстве при сооружении оросительных и осушительных каналов, отсыпке дамб и насыпи полотна дорог, капитальной и эксплуатационной планировке мелиорируемых земель, строительстве прудов, разработке котлованов насосных станций. Иногда бульдозеры могут быть использованы для проведения вскрышных работ. Конструктивная форма и габариты бульдозера определяются типом, размерами и мощностью базовой машины, а также видом выполняемых работ. Базовой машиной для бульдозера могут быть колесные и гусеничные трактора. Иногда бульдозером могут быть оборудованы автомобили, предназначенные для снегоуборочных работ.

Бульдозер Т-330 — марка тяжелого промышленного бульдозера, выпускаемого Чебоксарским заводом промышленных тракторов с 1975 года. Трактор Т-330 первый в СССР имел переднее расположение кабины, что улучшало машинисту обзор бульдозерного оборудования. Такое решение применяется на тракторах сравнительно редко. Бульдозер имеет гидромеханическую трансмиссию, осуществляющую переключение передач без разрыва крутящего момента. Кабина трактора герметичная, снабженная системой вентиляции, отопления и воздухоочистки, а в модификации для южных районов ещё и кондиционером.

Бульдозер Т-330 предназначен для тяжелых землеройных и транспортных работ больших объемов в строительстве, мелиорации, в нефтяной, газовой, горнодобывающей промышленности и строительстве в районах с умеренным и холодным климатом. Бульдозер Т-330Р1-01 на базе трактора Т-330 оснащают однозубым или трехзубым рыхлителем. В сочетании с поперечным перекосом отвала это позволяет разрабатывать прочные и мёрзлые грунты.

1.2. Общее устройство машины.

Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колесный тягач), включающее отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления отвалом. Современные бульдозеры являются конструктивно подобными машинами, базовые тракторы и навесное оборудование которых широко унифицированы.

Рисунок 2 – Схема общего устройства бульдозера Т-130.

1 – универсальная толкающая рама; 2 – боковой толкатель; 3 – отвал; 4 - раскос с винтовой парой; 5 – гидроцилиндр подъема-опускания; 6 - базовый трактор Т-130

Таблица – 1 Техническая характеристика трактора Т-130.

Номинальная эксплуатационная мощность двигателя, кВт (л.с.)	117,7 (160)
Частота вращения, об/мин:
..коленчатого вала двигателя при номинальной мощности	1250
..ВОМ	1000
Диаметр цилиндра, мм	145
Ход поршня, мм	205
Удельный расход топлива при номинальной эксплуатационной мощности, г/кВт*ч (г/э. л.с.-ч)	244,3 (180)
Применяемое топливо для:
..основного двигателя	дизельное
..пускового двигателя	смесь бензина автомобильного А-72 или А-76 с моторным маслом дизеля в соотношении 20:1 по массе
Вместимость топливного бака, л	290
Колея, мм	1880
Продольная база, мм	2478
Дорожный просвет, мм	415
Ширина башмаков, мм	500
Удельное давление на почву с задним механизмом навески, МПа (кгс/см2)	0,05 (0,5)
Габаритные размеры, мм	5193 Х 2475 Х 3085
Масса конструктивная, кг	14320

Наиболее распространены бульдозеры с неповоротным отвалом, с поворотным отвалом, бульдозеры-рыхлители, а также бульдозеры-погрузчики.

Двигатель бульдозера дизельный, четырехтактный, 8-цилиндровый с воздушным охлаждением. Применение воздушного охлаждения позволило эксплуатировать трактор как при низких температурах наружного воздуха (до −45 градусов), так и при повышенных (до +40 градусов).

Гидромеханическая трансмиссия позволяет эффективно использовать мощность двигателя при любой скорости движения бульдозера, в том числе развивать максимальную тягу в режиме упора. Коробка передач бульдозера обеспечивает независимый привод каждой гусеницы с возможностью её реверсирования, что позволяет выполнять развороты в стесненных условиях. Гидротрансформатор у бульдозера Т-130 создан на базе аналогичного узла тепловоза ТГМ1

1.3. Принцип работы машины.

Рабочий цикл бульдозера включает следующие операции: опускание отвала в требуемое положение, резание и набор грунта, перемещение грунта, укладка грунта, передвижение бульдозера в исходное положение.

Основной операцией цикла является резание и набор грунта. Ее осуществляют при прямолинейном движении бульдозера на первой передаче при угле резания 55–60° – на легких грунтах и планировочных работах и 45–55° – на плотных грунтах, применяя наиболее целесообразные способы срезания стружки в зависимости от категории грунтов и видов работ. Так, на планировочных работах при наборе грунта под уклон применяют способ постоянной толщины стружки (прямоугольный). На глинистых грунтах стружку срезают переменной толщины клиновым или гребенчатым способом. Последний способ срезания стружки применяют и при разработке супесчаных грунтов.

Принцип работы бульдозера: Отвал бульдозера, в зависимости от типоразмера машины, опускают на 50 – 200 мм ниже опорной поверхности. При движении машины вперед, заглубленный отвал начинает резать стружку установленной толщины. После того как перед отвалом образуется призма грунта, его транспортируют на расстояние, одновременно выполняется подрезка материала. Транспортировка выполняется при переднем ходе. Подрезание материала компенсирует потери грунта, который высыпается в боковые валики из призмы. При подходе к месту отсыпки, отвал поднимается оператором.

Машина при этом не прекращает движение. Призма грунта ссыпается, образуя при этом штабель. Затем бульдозер задним ходом, с поднятым отвалом, откатывается в исходное положение для повторения всех операций заново.

Планировочные работы на горизонтальных площадях (срезание небольших холмов, гребней, бугров и засыпание понижений, ям и канав) осуществляют несколькими проходами бульдозера. Схемы движения бульдозера выбирают применительно к рельефу и размерам планируемой площади. Первые проходы осуществляют последовательно один за другим, а последние – со смещением на 3/4 ширины отвала, чтобы исключить появление валиков. Окончательную чистовую планировку проводят при наполнении отвала грунтом на 1/2 – 2/3 его высоты. Это позволяет легко срезать выступы и заполнить грунтом понижения. Отделку поверхности рекомендуется вести при заднем ходе бульдозера и «плавающем» положении отвала. Высокая точность планировки обеспечивается при движении бульдозера взаимно перпендикулярными проходами.

2. Рабочие органы машины

Рабочим органом бульдозера является отвал. Отвал предназначен для отделение стружки грунта от общего массива, накатывание и перемещение грунта по поверхности земли. Для бульдозера характерен четыре вида отвала: поворотный, неповоротный, полусферический и сферический.

Рисунок 3 – Рабочие оборудование бульдозера Т-130.

1 – вертикальная связь; 2 – козырек; 3 – крышка; 4 – гнездо; 5, 7 – крайние ножи; 6 – средний нож; 8 – уголок верхней коробки жесткости; 9 – проушина; 10 – пальцы крепления раскоса и толкателя; 11 – лобовой лист; 12 – нижняя коробка жесткости.

Таблица 2 Бульдозерное оборудование трактора Т-130

Тип отвала	Полусферический (SU)
Ширина отвала, мм	4 860
Высота отвала, мм	1 820
Объем призмы волочения, м3	13
Максимальный подъем отвала, мм	1 530
Наибольшее заглубление отвала, мм	650
Угол поперечного перекоса отвала в каждую сторону, град.	12
Масса, кг	7030

Благодаря своей универсальности, полусферический отвал (Semi-U образный отвал, универсальный отвал) является самым распространенным типом отвала. Он сочетает в себе высокую проникающую способность неповоротного отвала и повышенную допустимую нагрузку, которая достигается за счет коротких створок, состоящих только из угловых ножей отвала.

Рисунок 4 – Основные виды дополнительного сменного оборудования к бульдозерам с неповоротным отвалом

Отвальная поверхность полусферического или полууниверсального отвала состоит из одной центральной и двух боковых секций с цилиндрической поверхностью. Центральная секция занимает 40% и более площади отвала, а края боковых секций выступают вперед не более, чем на 20% расстояния между их краями. Угол между ножами боковых секций в плане не меньше 150°. Боковые секции с краев закрыты боковыми косынками с вертикальными ножами. Косынки повышают его накопительную способность, а ножи облегчают нарезку траншей и позволяют работать с перекосом. По накопительной способности и прочности разрабатываемых грунтов полусферический отвал занимает промежуточное положение между прямым и сферическим.

Ходовая часть имеет качающуюся поперечную балку, подрессоренные опорные катки и направляющие колеса. Трактор оборудован электрогидравлической системой управления, в том числе землеройным оборудованием. Бульдозерное оборудование включает неповоротный отвал, толкающие брусья, гидрораскос, винтовой раскос, две диагональные тяги, гидрооборудование, механизм компенсации перекоса, узлы и детали соединения.

Отвал сварной коробчатого сечения с козырьком в верхней части. В нижней усиленной части крепятся средние, правый и левый крайние ножи. Средние ножи имеют два ряда отверстий для перестановки по мере износа. При полном износе ножи переворачивают. Горизонтальные раскосы шарнирно закреплены на толкающих брусьях и соединены друг с другом в центральной части отвала посредством механизма компенсации перекоса. Соединение раскосов с осью выполнено втулками, а свободный конец оси механизма — с отвалом, посредством серьги.

Толкающие брусья имеют равнопрочное сечение по длине, с наружной стороны усилены износостойкими накладками. Шаровые опоры выполнены со сферическими втулками. Каждый брус соединен с отвалом крестовиной с двумя взаимно перпендикулярными пальцами. Гидроцилиндр перекоса отвала и винтовой раскос имеют пальцы со сферическими втулками.

Винтовой раскос и гидрораскос обеспечивают регулировку угла резания ножей. Гидрораскос состоит из гидроцилиндра с гидрозамком и предохранительного гидроклапана. Гидрозамок предназначен для предотвращения переливания рабочей жидкости из полостей гидроцилиндра в гидросистему. Подвод рабочей жидкости осуществляется по трубопроводам и рукавам высокого давления.

Прямой неповоротный отвал

Прямой отвал или отвал для общих бульдозерных работ используется практически на любых бульдозерных работах. Он наиболее эффективен при разработке грунтов нормальной и повышенной прочности. Имеет наибольшие значения удельной мощности и тяги на режущей кромке, быстро заглубляется в грунт и быстро наполняется.

Прямой неповоротный отвал, по конструкции похожий на отвал с регулируемым перекосом и с аналогичными функциями, но на нем не установлен цилиндр перекоса.

Отвал имеет большую мощность длину режущей кромки, обладает большой проникающей способностью. Он также имеет большую мощность вместимость, что упрощает работу с большими нагрузками. Прочность конструкции делает его пригодным для силового резания и перемещения грунта, особенно для резания тяжелых скальных пород.

Рисунок 5. Прямой неповоротный отвал

2. Поворотный отвал

Поворот и перекос отвала можно осуществлять с сиденья оператора. Данный вид отвала применяется для различных видов работ (например, для профилирования и засыпки траншей, разравнивания поверхностей и подготовки стройплощадок).

Отвалы с регулируемыми углами поворота и перекоса (РАТ), которые имеют 6 степеней свободы (шестипозиционные отвалы). Это универсальные отвалы, способные изменять и поперечные, и продольные углы установки отвала, прикрепляемые шарнирно к П-образной толкающей раме.

По форме это прямой отвал, примерно таких же габаритов, только без боковых щек. Он предназначен для профилировочных и планировочных работ небольшого объема бульдозерами малого класса тяги.

Рисунок 6 – Поворотный отвал

3. Сферический отвал (U-образный отвал, универсальный отвал) обладает хорошей накопительной способностью, поэтому он применяется для перемещения больших масс грунта на значительные расстояния, планировки больших площадей, мелиорации, отвала грунта, штабелирования сыпучих материалов, загрузки бункеров с эстакад и др. Отвал малоэффективен при копании грунтов категории II и выше, так как из-за длинной режущей кромки плохо заглубляется. Выпускаются сферические отвалы повышенной (на 30-70 %) вместимости для перемещения очень легких материалов, таких как снег, древесная щепа, уголь, торф и т. п.

Отвальная поверхность сферического или универсального отвала состоит из одной центральной и двух боковых секций с цилиндрической поверхностью. Центральная секция занимает не более 40% площади отвала, а края боковых секций, расположенных в плане под тупым углом к центральной, выступают вперед на 20-40% расстояния между их краями. Угол между ножами боковых секций в плане не превышает 150°.

Рисунок 7 – Сферический отвал.

4. Благодаря своей универсальности, полусферический отвал (Semi-U образный отвал, универсальный отвал) является самым распространенным типом отвала. Он сочетает в себе высокую проникающую способность неповоротного отвала и повышенную допустимую нагрузку, которая достигается за счет коротких створок, состоящих только из угловых ножей отвала.

Рисунок 8 – Полусферический отвал.

3. Технологические схемы проведения работ.

Операции, выполняемые бульдозером. Перед тем как приступить к работе, машинист бульдозера совместно с бригадиром или прорабом участка должен ознакомиться с рельефом местности, состоянием и особенностью грунтов, объемами предстоящих работ, а также с технической документацией о возможном наличии подземных коммуникаций (кабелей, трубопроводов и др.). Все это необходимо, чтобы наилучшим образом использовать имеющиеся уклоны местности и выбрать наиболее производительные и экономичные способы работы в данных условиях.

Разработка грунта бульдозером начинается с операций зарезания и набора грунта. Для эффективной работы бульдозера тяговое усилие трактора, на котором смонтировано бульдозерное оборудование, должно быть переменным, близким к максимальному, которое сначала расходуется на зарезание и снятие стружки, а затем на перемещение призмы волочения грунта отвалом. Начинать зарезание следует при максимальном заглублении отвала h, уменьшая это заглубление по мере образования перед отвалом достаточного количества грунта. Стружка зарезания при этом получает форму клина.

Рабочий цикл бульдозера (рис.2) следующий: при движении машины вперед отвал с помощью системы управления заглубляется в грунт, срезает ножами слой грунта и перемещает впереди себя образовавшуюся грунтовую призму волоком по поверхности земли к месту разгрузки; после отсыпки грунта отвал поднимается в транспортное положение, машина возвращается к месту набора грунта, после чего цикл повторяется. Максимально возможный объем призмы волочения современные бульдозеры набирают на участке длиной 6...10 м. Экономически целесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60..80 м для гусеничных бульдозеров и 100... 140 м для пневмоколесных машин.

Рисунок 9 – Схемы работы бульдозера при разработке грунтов: а - резание; б - транспортирование с подрезанием; в - отсыпка; г - откат назад (холостой ход)

Рисунок 10 – Клиновидная форма стружки грунта.

При разработке тяжелого грунта сопротивления резанию могут быть настолько значительными, что из-за снижения числа оборотов двигателя трактора потребуется выглубление отвала даже при недостаточном наборе грунта перед ним. В этом случае следует повторить заглубление отвала, как только двигатель трактора наберет нормальные обороты, причем повторение может быть многократным. Стружка зарезания при этом будет иметь гребенчатую форму.

Рисунок 11 – Гребенчатая форма стружки грунта.

При гребенчатом зарезании трехкратного заглубления для средних грунтов и средних классов по тяговому усилию базовых тракторов рекомендуются следующие размеры стружек:

h₁=25÷20 см…..l₁=3÷3,5 м.

h₂=20÷12 см…..l₂=2÷2,5 м.

h₃=12÷10 см…..l₃=1,5÷2 м.

Для бульдозеров с базовыми тракторами других классов по тяговым усилиям (меньших или больших) размеры снимаемых стружек грунта соответственно будут меньшими или большими.

Для легких грунтов, когда тяговые усилия трактора, как правило, недоиспользуются, грунт разрабатывается при постоянной максимальной глубине стружки h . Стружка зарезания при этом получается ленточной.

Рисунок 12 – Ленточная форма стружки грунта.

Длина участка зарезания L и время набора грунта перед отвалом будут минимальными. Ленточное зарезание применяется, когда заглубление по условиям производства требуется относительно небольшим, например, при снятии растительного слоя. Заглубление отвала в этом случае не превышает 10-15 см. Для разработки грунта такой способ зарезания не рекомендуется.

Рисунок 13 – Ленточная форма стружки грунта.

Наиболее производительным является зарезание с образованием стружки клиновидной формы. Однако этот способ в ряде случаев не может быть применен. Так, в твердых и пересохших грунтах, особенно если бульдозер оборудован канатно-блочной системой управления, нож отвала часто не погружается в грунт на требуемую глубину. В этих случаях резание следует выполнять по гребенчатой схеме.

Когда позволяет рельеф местности, следует разрабатывать грунты бульдозерами под уклон, так как это значительно повышает их производительность. При работе под уклон увеличивается сила тяги машины, уменьшается сопротивление перемещению грунта и увеличивается его объем перед отвалом. При разработке грунта на подъем наблюдается обратное явление — сила тяжести машины и перемещаемого грунта значительно снижает силу тяги трактора, соответственно объем перемещаемого отвала грунта резко уменьшается.

Увеличение производительности бульдозеров при работе под уклоном по сравнению с работой на горизонтальном участке характеризуется следующими средними показателями:

• На горизонтальных участках – 100%

• На участках с уклоном 10% – 150-200%

• На участках с уклоном 20% – до 250%

• На участках с подъёмом 10% – 60-70%

Увеличение тягового усилия при работе под уклон позволяет вести зарезание грунта более мощной ленточной или клиновой стружкой на несколько меньшей скорости, в результате чего путь и время зарезания и набора грунта сокращаются, а производительность увеличивается. При работе под уклон наиболее часто применяют прямое зарезание с полузарезанием стружки ленточной формы, при которой первоначальная максимально возможная толщина стружки может быть выдержана на всем пути набора грунта. Это обеспечивается тем, что в результате увеличения развиваемого трактором бульдозера тягового усилия и уменьшения сопротивления грунта при перемещении его под уклон объем грунта перед отвалом увеличивается не менее чем на 50 %. Бульдозер может работать на участках с уклоном до 30°, двигаясь при зарезании грунта сверху вниз и поднимаясь в гору задним ходом, без поворота, особенно на коротких участках.

На операции по зарезанию и набору грунта при работе бульдозером в среднем затрачивается 12-18с. При разработке наиболее часто встречающихся грунтов (II—III групп) рекомендуется ступенчатый способ зарезания с получением отделяемых от массива грунта стружек (пластов) гребенчатой формы. Для повышения производительности бульдозера при зарезании и наборе грунта машинист должен стремиться к использованию всей длины ножа.

Операции по перемещению грунта к месту укладки начинают сразу же по окончании набора его перед отвалом, причем выполняют на II и III передачах базовой машины. При перемещении грунт осыпается по краям отвала, вследствие чего получаются значительные потери. Во избежание потерь и в целях повышения производительности бульдозера грунт перемещают двумя способами — по траншее в грунте.

Рисунок 14 – Схема перемещения грунта по траншее.

И по траншее, образованной из валов грунта, осыпавшегося во время предыдущих проходов бульдозера.

Рисунок 15 – Схема перемещения грунта по траншее образованная из валов грунта.

Для получения траншей в грунте зарезание выполняют бульдозером по одному и тому же следу несколько раз. В результате получается траншея глубиной 30—60 см с валиками по бокам до 20—30 см. Объем грунта, перемещаемого по траншее за один проход бульдозера, увеличивается в среднем на 20 %. Когда траншею в грунте получить почему-либо невозможно (разработка песчаных, супесчаных, насыпных грунтов), грунт перемещают по одному и тому же следу несколько раз, в результате чего из осыпающегося по краям отвала грунта образуются валики, между которыми получается траншея. Высота валиков при этом может достигать 30—60 см, что в дальнейшем при разработке и перемещении грунта почти полностью исключает его потери. Для того чтобы обеспечить постоянный объем грунта перед отвалом при перемещении грунта без траншеи, целесообразно небольшое заглубление отвала — на 1—2 см. Объем земляных работ, выполняемый бульдозерами траншейным способом, достигает 60 % от всего объема выполняемого этими машинами.

Для уменьшения потерь грунта отвал бульдозера часто оборудуют открылками, которые позволяют значительно увеличить объем грунта, перемещаемого перед отвалом за один цикл, а это дает возможность примерно в 1,25—1,5 раза повысить производительность бульдозера. Применение козырьков исключает возможность пересыпания грунта через верх отвала. К недостаткам бульдозеров, отвалы которых оборудованы открылками и другими уширителями, относится уменьшение их маневренности. Поэтому такие бульдозеры целесообразно применять при работе в нестесненных условиях и преимущественно на планировочных работах.

В целях увеличения производительности бульдозеров при перемещении грунта нередко применяют работу двух спаренных бульдозеров. Этот способ требует более высокой квалификации машинистов, так как работа двумя спаренными бульдозерами должна быть более слаженной и согласованной.

Для спаренной работы бульдозеры устанавливают рядом с интервалом между внутренними щеками отвалов 0,25—0,5 м в зависимости от характера перемещаемого грунта. Для грунтов I—II категорий интервал не должен быть больше 25 см, а для грунтов III—IV категорий, т. е. комковатых, этот интервал может быть увеличен до 0,5 м. Ширина перемещаемого вала грунта при спаренной работе бульдозеров достигает 6,0—7,0 м, а потери грунта в пути уменьшаются вдвое, так как грунт; теряется только с наружного края каждого из отвалов. Объем грунта, перемещаемый спаренными отвалами, на 15 - 20 % больше объема грунта, перемещаемого за один прием двумя бульдозерами, работающими отдельно.

Применяют также способ перемещения грунта в два этапа, обеспечивающий увеличение производительности до 10 %. При этом способе разрабатываемый грунт сначала перемещают до половины пути и оставляют в куче — I этап. По мере накопления грунта в куче (до 100-200 м3) бульдозер перемещает его до места укладки — II этап (рис. 3.15 а) Этот способ разработки обеспечивает меньшие потери грунта в пути и более высокую производительность бульдозера по сравнению с разработкой и перемещением грунта в один этап.

Рисунок 16 – Схема перемещения грунта в два этапа.

Такой же эффективности можно добиться, применяя способ перемещения грунта с одним или двумя промежуточными валами. Перемещение грунта с одним промежуточным валом заключается в том, что машинист, разрабатывая выемку или карьер траншейным способом, перемещает грунт при первом зарезании только на 1/2 или 1/3 часть пути. При втором зарезании набранный перед отвалом грунт перемещается к месту укладки, при этом по пути захватывается также грунт, оставленный от предыдущего зарезания.

Рисунок 17 – Схема перемещения грунта с одним промежуточным валом.

В такой же почти последовательности перемещают грунт с двумя промежуточными валами с той лишь разницей, что машинист первый набор грунта перед отвалом перемещает на 3/4 пути до места укладки, а второй набор — на 1/2 пути; потом при третьем наборе грунта и перемещении его к месту укладки машинист захватывает отвалом бульдозера также грунт, оставленный за первые два прохода.

Рисунок 18 – Схема перемещения грунта с двумя промежуточными валами.