Назначение, и общее устройство и принцип работы машины
1 Назначение, и общее устройство и принцип работы машины
Рыхлители являются
навесными рабочими органами к трактору
и предназначены для
Рыхлители классифицируют по следующим признакам: – по назначению — на рыхлители общего назначения с глубиной рыхления до 1000 мм и специальные (для глубокого рыхления); – по номинальному тяговому усилию и мощности базового трактора — на сверхтяжелые с номинальным тяговым усилием свыше 300 кН (мощностью более 294 кВт), тяжелые от 20 до 300 кН (184—294 кВт), средние от 135—200 кН (117,6—183кВт) и легкие до 135 кН (117,6 кВт); по типу движителя (ходовой части) базовой машины — на гусеничные и колесные.
Все рыхлители, навешенные
на легкие колесные тракторы и тягачи,
а также на автогрейдеры и другие
машины, имеют вспомогательное
Рыхлители предназначены для механического разрушения мерзлых грунтов, трещиноватых пород и для рыхления плотных талых грунтов в различных климатических условиях при разработке котлованов, траншей и выемок на строительстве дорог. Рыхлитель в виде рамы с рыхлительными зубьями и другим оборудованием навешивается на трактор.
Конструктивные отличия рыхлителей определяются тяговым классом и ходовым устройством базового трактора, назначением рыхлителя, видом его навесного устройства и способом установки, числом зубьев и способом их крепления.
Различают рыхлители на базе тракторов класса 3, 4, 10, 15, 25 и 35 тс (ГОСТ 7425—71). Тяговый класс трактора является основным параметром, определяющим величину максимального заглубления зубьев в грунт, число зубьев, ширину режущей кромки наконечника, наименьшее расстояние от нижней точки рабочей балки до опорной поверхности, расстояние от наконечника до оси ведущей звездочки трактора, а также ресурс рыхлителей до первого капитального ремонта.
По типу движителя базового трактора различают гусеничные и колесные рыхлители. Широкое распространение получили гусеничные рыхлители, обеспечивающие высокую производительность при работе в тяжелых условиях за счет реализации больших тяговых усилий и высокой проходимости. Рыхлители монтируют на тракторах мощностью от 26 до 650 л. с. Колесные рыхлители находят применение при работе совместно со скреперами, обеспечивая их быструю загрузку, при разработке рассредоточенных участков и при работе на высокоабразивных материалах типа мерзлых песков.
По целевому назначению навесные рыхлители разделяют на основные и вспомогательные. Основные рыхлители, как правило, монтируют в агрегате с передним бульдозерным оборудованием. Они служат для рыхления мерзлых грунтов и скальных пород, которые не могут разрабатываться обычными землеройными машинами без предварительного разрыхления. Вспомогательные рыхлители монтируют в агрегате с основным оборудованием на погрузчиках, автогрейдерах, скреперах или навешивают на бульдозерных отвалах для сокращения технологического цикла землеройных работ.
По виду навесного рыхлительного оборудования различают трехзвенные, четырехзвенные и параллелограммные рыхлители. Рыхлители могут иметь регулируемый и нерегулируемый угол рыхления наконечника зуба. Одним из наиболее прогрессивных направлений является создание рыхлителей четырехзвенного типа с регулируемым углом рыхления.
В зависимости от
способа установки
По числу зубьев рыхлители делят на однозубые и многозубые. Однозу-бые машины предназначены для разработки особопрочных материалов и могут использоваться также для специальных работ: глубокого рыхления траншей и прокладки кабелей на глубину до 2,5 м. Многозубые машины оборудуются в основном тремя и пятью зубьями в зависимости от класса трактора.
По способу крепления
зубьев различают рыхлители с
жестким и шарнирным
Серийно выпускаются следующие рыхлительные навески: ДП-5С (Д-515С), агрегатируемая с бульдозерами ДЗ-18 (Д-493А) и ДЗ-54 (Д-687) в бульдозерно-рыхлительные агрегаты ДП-14 (Д-705) и ДП-15 (Д-706) на тракторе Т-ЮОМЗГП класса 10 то; ДП-22С, агрегатируемая с бульдозером ДЭ-35С (Д-575С) в бульдозерно-рыхлительный агрегат ДП-22С на тракторе Т-180КС класса 15 тс; ДП-9в (Д-652АС), агрегатируемая с бульдозером ДЭ-34С (Д-572) в бульдозерно-рыхлительный агрегат ДП-9С на тракторе ДЭТ-250М. класса 25 тс.
Осваивается рыхлительная навеска ДП-26С, агрегатируемая с бульдозерами ДЗ-110ХЛ и ДЗ-109ХЛ в буль-дозерно-рыхлительные агрегаты
ДЗ-116ХЛ и ДЗ-117ХЛ на тракторе Т-130Г-1 класса 10 тс, и аналогичная ей навеска МГ-1-40 для бульдозеров ДЗ-18 (Д-493А), а также рыхлитель-ные навески Д-671С, ДП-10С и ДП-11С, агрегатируемые с бульдозерами на тракторах Т-220, Т-330, и Т-500 классов 15, 25 и 35 тс.
Основными узлами рыхлителя являются навесное устройство, о помощью которого рабочий орган присоединяется к базовому тягачу и фиксируется в нужном положении, рабочий орган и гидросистема управления им.
Различают трехзвенные и четырех-звенные или параллелограммные навесные устройства. При трехзвенном навесном устройстве (рыхлитель ДП-50, рис. 3.3) рабочая балка и нижняя тяга выполнены в виде одного узла — рамы рыхлителя, которая бывает внутреннего или охватывающего типа в зависимости от расположения шарниров связи с базовым трактором. При шарнирном креплении зубьев в конструкцию навесного устройства включается дополнительный элемент— флюгер.
Наиболее простым в изготовлении является навесное устройство трех-звенного типа с креплением к корпусу заднего моста или к рамам гусеничных тележек. При таком устройстве в процессе подъема и опускания зубьев осуществляется поворот их относительно шарниров крепления рамы к базовой машине. Основными недостатками этой конструкции являются значительные углы рыхления в начальный момент заглубления зубьев, достигающие 80—90°, и наклон передней поверхности стойки в сторону движения тягача, вызывающий появление дополнительных сопротивлений разрушению и выталкивание зуба из грунта. В результате теряется устойчивость базового тягача и снижается величина тягового сцепления.
Параллелограммное навесное устройство обеспечивает постоянство угла рыхления в пределах всего заглубления зуба. Практика показала перспективность такого устройства особенно при разработке скальных пород и мерзлых грунтов, поскольку облегчается заглубление рыхлителя, увеличивается срок службы наконечников рабочего органа, уменьшается энергоемкость процесса в связи со снижением степени дробления и смятия разрабатываемого материала. Кроме того, снижается частота сколов стружки и, как следствие, динамическая нагрузка на весь агрегат, облегчается работа гидроцилиндров в результате перераспределения основной реактивной нагрузки внутри системы навесного устройства между верхней и нижней тягами. Параллелограммное навесное устройство позволяет использовать зубья с более длинными стойками, поэтому даже при наибольшем заглублении зуба можно иметь увеличенный зазор от рабочей балки до грунта.
Рис. 3.3. Рыхлитель
ДП-5С с трехзвенным навесным устройством:
1 — стойка; 2 — гидросистема; 3 рабочий
орган
Трехзвенное навесное устройство применяют в рыхлителях ДП-5С. Основным узлом такого устройства является стойка, состоящая, в свою очередь, из двух вертикальных стоек коробчатого сечения, соединенных между собой горизонтальными балками. Для подсоединения рабочего органа в нижней части вертикальных стоек предусмотрены отверстия и пальцы, крепящиеся гайкой.
Параллелограммное навесное устройство имеют рыхлители ДП-22С, ДП-9С, ДП-10С и др.
Рыхлитель ДП-9С (рис. 3.4) состоит из рамы, тяги, балки, зубьев с наконечниками, гидроцилиндров, буферного устройства и флюгеров. Сварная рама коробчатого сечения является нижним звеном четырехзвенника рыхлителя, а сварная тяга — его верхним звеном. Балка также является звеном, на котором крепятся флюгеры с тремя зубьями, имеющими сменные наконечники.
Рабочим органом
рыхлителя является зуб, состоящий
из стойки с посадочным хвостовиком,
наконечника, защитной накладки и элементов
крепления — стопоров. В ряде
случаев для повышения
Стойка является
несущим, наиболее нагруженным элементом
зуба, на котором крепятся его детали.
При разработке плотных связных
и слабых трещиноватых скальных грунтов
и при большом заглублении
наконечника рыхлителя стойки частично
участвуют в разрушении грунта, производя
дополнительное рыхление. Для современных
рыхлителей характерны в основном стойки
трех типов: изогнутые, прямые и с
незначительным изгибом. Рыхление стойками
изогнутой формы осуществляется
с меньшими усилиями, чем прямыми,
однако при рыхлении средних и
крепких трещиноватых скальных пород
и мерзлых грунтов выломленные
глыбы могут заклиниваться
Для предотвращения износа передней грани стойки, особенно в нижней части, контактирующей с грунтом, рекомендуется защищать ее съемными износостойкими стальными пластинами — защитными накладками, устанавливаемыми на рабочей поверхности стойки в специальных гнездах, либо стальными литыми или коваными кожухами, надеваемыми на конец стойки.
Рис. 3.4. Рыхлитель
ДП-ЧС:
1 — бульдозер; 2 — тяга; 3 — гидродилиндр;
4 — балка; 5 — буферное устройство; 6 т—
флюгер; 7 — зуб с наконечником; 8 — рама
Наконечники являются сменной частью зуба, обеспечивающей непосредственное отделение грунта от массива и его разрушение. По форме различают симметричные и асимметричные наконечники.
В практике строительства широкое признание получают уширители к рабочим органам рыхлителя, позволяющие разрушать значительно большие объемы скальных пород за один проход за счет уширения режущей кромки наконечника. При этом происходит дробление и практически сплошное разрушение грунта между соседними бороздами. В результате снижаются энергетические показатели процесса рыхления и удельный износ рабочих органов (на 1 м3 разработанного грунта). Конструктивно уширители выполняют либо в виде расширяющихся в стороны от режущей кромки зуба клиновидных пластин, жестко или шарнирно смонтированных на стойке зуба, либо в виде двух стержней, выступающих по бокам стойки.
У рыхлителя ДП-9С к рабочей балке коробчатого сечения приварены два верхних и два нижних кронштейна. Балка сварена из листового проката и имеет три кованые втулки с прямоугольными бобышками, вваренные внутри балки: две по ее концам и одну посередине. Во втулках размещается вертикальная ось крепления флюгера рабочего органа.
Зубья посредством двух цилиндрических пальцев каждый закреплены в литых флюгерах, которые, в свою очередь, при, помощи вертикальной оси закреплены в рабочей балке. Все три флюгера рыхлителя одинаковы по конструкции. В случае необходимости работы с трактором-толкачом из среднего флюгера вынимают пальцы крепления зуба, на флюгер сверху устанавливается специальное буферное устройство с отверстиями на боковых щеках, совпадающими с отверстиями флюгера, а затем флюгер, буферное устройство и зуб соединяют удлиненными пальцами с резьбой на одном конце и буртиком на другом.
Зубья состоят из стойки и наконечника, который закреплен на стойке при помощи двух сухарей, соединяемых болтом. Для восприятия усилий от наконечника на стойке приварены две пластины, в которые в процессе рыхления упираются удлиненные щеки наконечника.
У рыхлителя ДП-26С рабочая балка предназначена для закрепления одного рабочего органа — зуба. Она имеет форму коробки, вытянутой в вертикальной плоскости, внутри которой вварена другая коробка, где и устанавливается зуб. Такая конструкция балки позволяет закреплять зуб посредством одного пальца и воспринимать значительные боковые нагрузки. В нижней части балки вварена кованая скоба, которая служит упором для зуба. Сзади к скобе приварена полка для толкача. На полке установлено буферное устройство. Зуб состоит из стойки, наконечника и стопорного устройства. На стойке наконечник закреплен с помощью цилиндрического пальца с разрезной пружинной втулкой.
При использовании для работы рыхлителя гидравлической системы базового тягача дополнительно устанавливают рабочие цилиндры и трубопроводы. Для привода рыхлителей применяют гидросистемы объемного действия с замкнутой и с открытой схемами. Обычно используют нерегулируемые лопастные, шестеренные и аксиально-плунжерные насосы большой подачи, что позволяет обеспечивать высокие рабочие скорости подъема и опускания рыхлителя.
У рыхлителя ДП-22С управление навесным оборудованием осуществляется от гидросистемы базового трактора. Она состоит из блока шестеренных насосов, золотникового четырех-позиционного распределителя с предохранительным клапаном, масляного бака объемом 100 л с гидроциклоном очистки масла от механических примесей, карданной передачи, соединяющей редуктор с коленчатым валом двигателя, гидроцилиндров управления и системы трубопроводов.
Блок шестеренных насосов включает в себя три насоса НШ-46В, имеющие общие коллекторы на всасывающей и нагнетательной магистралях, и редуктор, на крышке которого смонтированы насосы. В случае агрегатирования рыхлителя с бульдозером в распределителе могут быть введены дополнительные унифицированные секции. Гидроцилиндры управления рыхлителя расположены штоками вверх. Проушины цилиндров закреплены на балке трактора.
Гидросистема управления рыхлителем ДП-9С включает в себя аксиально-плунжерный насос У PC-10, золотниковый четырехпозиционный распределитель, бак с системой очистки масла, два гидроцилиндра, трубопроводы и гибкие резино-металлические рукава. Гидроцилиндры управления рыхлителем — двойного действия. Нижняя серьга крепления гидроцилиндра соединена с его крышкой при помощи двух пальцев. Разъемная конструкция серьги позволяет производить монтаж и демонтаж гидроцилиндра, не вынимая нижнего пальца из шарнира.
Основными факторами,
определяющими эффективность
G увеличением прочности
грунта возрастает его
Оптимальными условиями
рыхления, обеспечивающими минимальную
энергоемкость процесса, являются такие,
при которых соотношение между
глубиной рыхления и шириной наконечника
будет равно 3—5. При этом соотношении
объем разрушенного грунта в прорези
получается максимальным. Расстояние
между соседними проходами
Применение рыхлителей наиболее эффективно при рыхлении корки мерзлого грунта. Целесообразно при глубине промерзания 50—60 см и достаточном тяговом усилии трактора производить рыхление за один проход с последующей уборкой грунта бульдозерами. При большей глубине промерзания разработку грунта осуществляют послойно. При этом установлено, что производить повторные резы по одной прорези нерационально, так как это приводит к снижению производительности рыхлителя.
2 Рабочие органы машины
При работе рыхлителя периодически
наблюдается резкий спад нагрузок в
моменты отделения крупных
Гусеничные рыхлители обычно состоят из стойки с рыхлящим наконечником, подвески и гидроцилиндров напора и подъема. В зависимости от мощности базового трактора и назначения рыхлителя подвеска рабочего оборудования может быть трех- и четырехточечной. Трехточечная подвеска обладает большей конструктивной простотой и меньшей металлоемкостью, дает возможность лучше использовать рыхлитель в стесненных условиях, но при этом не позволяет сохранять постоянство угла рыхления по мере заглубления рабочего органа, что резко увеличивает в этот период усилие рыхления. Более рациональной является параллелограммная схема подвеск рабочего оборудования, позволяющая сохранять во время работы постоянство угла резания, что, в свою очередь, повышает производительность рыхлителя и уменьшает износ наконечника рабочего органа. Она является разновидностью четырехточечной подвески, однако эта подвеска более сложна в изготовлении и более металлоемка.
Она увеличивает путь заглубления рабочего органа. Рыхлители, предназначенные для выполнения основных видов работ, выпускаются с четырехточечной подвеской. Крепление рыхлителей осуществляется к остову базового трактора или корпусу заднего моста.
Рабочие органы рыхлителей (зубья) могут быть неповоротными и поворотными, т. е. поворачиваться на 10...15° относительно продольной оси машины. Стойки органов являются наиболее нагруженными деталями. На мощных рыхлителях, предназначенных для разработки мерзлых грунтов, применяются прямые стойки шириной 40...125 мм. Их рабочая длина может изменяться путем перестановки относительно рамы.
На нижнюю часть стойки с помощью стопорного устройства монтируется наконечник, который может быть как литым, так и кованым. Это наиболее изнашиваемая деталь рыхлителя. Чистое время работы наконечников в мерзлых грунтах не превышает 8... 12 ч. Для уменьшения износа предлагаются различные конструктивные формы наконечников, марки сталей и наплавочных материалов.
3Технологические схемы проведения работ
Рыхлитель ДП-22С на базе трактора T-180 Брянского завода дорожных машин (рис. 99) предназначен для рыхления мерзлого грунта при температуре его не ниже -6°C (без толкача) при температуре не ниже -10°С (с толкачом), а также для рыхления трещиноватых скальных пород.
Рыхлитель может
быть использован для работы в
условиях умеренного и холодного
климата при температуре
Рыхлитель используется к составе бульдозерно-рыхлительного агрегата, состоящего из бульдозера ДЗ-35 и рыхлителя ДП-Э2С.
Схемы движения рыхлителей: а — зигзагообразное; б — круговое
Перед началом рыхления грунта водитель должен ознакомиться с участком работы, наметить и согласовать схему движения с .работой основных машин (бульдозеров, скреперов). Рыхлят тяжелые грунты обычно параллельными проходами рыхлителя. Рыхление и расчистку участка полосы отвода производят зигзагообразными проходами (рис. 1). Рыхлить грунт заранее не следует, так как излишнее его пересыхание ухудшает наполнение скреперов и увеличивает пыление грунта. В каждом случае с учетом работы ведущей машины задается глубина рыхления, и изменять ее не следует, так как это затруднит последующую работу землеройных машин, особенно планировочные работы.
Рис. 99. Схема рыхлителя ДП-22С
B - |
база трактора, мм |
2314 |
C - |
колея, мм |
2040 |
а - |
ширина гусеницы, мм |
620 |
h - |
просвет дорожник, мм |
500 |
Техническая характеристика
Базовый трактор |
T-180 |
Номинальная мощность, л.с. |
160 |
Управление |
Гидравлическое |
Наибольшая скорость передвижения, км/ч |
12 |
Габаритные размеры, мм |
|
длина |
8350 |
ширина |
3640 |
высота |
2825 |
масса, кг |
22290 |
Общие положения
Производительность рыхлителя при рыхлении мерзлого грунта с прочностью на поверхности до 60 ударов по плотномеру ДорНИИ и перемещению разрыхленного грунта на расстояние до 35 м составляет: техническая - 59 м3/ч, эксплуатационная - 23,6 м3/ч.
Основные указания по производству работ
До начала работ по рыхлению мерзлого грунта производят инструментальную разбивку осей земляного сооружения.
Рыхлят в основном в двух взаимно перпендикулярных направлениях - вдоль и поперек площадки. Грунт рыхлят слоями с постепенным заглублением зуба рыхлителя в начале прохода и выглублением в конце.
Схема работы рыхлителя ДП-22С приведена на рис. 100. Глубина рыхления зависит от прочности грунта.
Рис. 100. Схема работы рыхлителя ДП-22С
h1 - |
оптимальная глубина рыхления, мм |
300* |
h2 - |
эффективная глубина рыхления, мм |
140* |
b - |
расстояние между |
250* |
l - |
путь заглубления или выглубления стойки рыхлителя, мм |
5000 |
Количество зубьев |
1 |
* При прочности грунта, определяемой ударником ДорНИИ (количество ударов - 60).
После каждого прохода рыхлитель разворачивается для рыхления в обратном направлении так, чтобы следующий его проход был смещен по отношению к предыдущему на расстояние b.
Сразу после окончания рыхления на заданной площадке грунт убирают бульдозером во избежание повторного смерзания.
Технико-экономические показатели
Технико-экономические показатели при рыхлении мерзлого грунта с прочностью на поверхности до 60 ударов по ударнику ДорНИИ рыхлителем ДП-22С и перемещению разрыхленного грунта на расстояние до 35 м бульдозером ДЗ-35.
Затраты труда на 100 м3 грунта чел.-ч. |
4,24 |
Затраты машинного времени на 100 м3 грунта, маш.-ч |
4,24 |
Выработка на чел.-день, м3 |
193 |
4 Определение
Разрыхляют
грунт заглубленными в него зубьями
тяговым усилием
При разработке высокопрочных грунтов перекрестным способом (в двух взаимно перпендикулярных направлениях) производительность определяют раздельно для продольных и поперечных проходов, а затем находят ее среднее значение.
Повысить
производительность рыхлителя и
улучшить его тягово-сцепные свойства
можно за счет рационального выбора
направления рабочего движения, отдавая
предпочтение движению под уклон, резервирования
части неубранного после
5 Влияние свойств грунта на производительность машины
Для выбора наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов; плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость и угол естественного откоса.
Из-за того, что некоторые процессы, выполняемые при производстве земляных работ бульдозерами, связаны с пропусканием через грунт электрического тока (осушение электронасосом, оттаивание током), имеет практическое значение также и электропроводность грунта. Так как минеральные частицы, входящие в состав грунта, обычно не являются проводниками, электропроводность грунта зависит от степени насыщения его влагой.
В процессе производства земляных работ рыхлителями приходится сталкиваться с явлениями замерзания и оттаивания грунта, причем эти процессы могут быть естественными и искусственными. Поэтому имеют значение и теплофизические характеристики грунтов — их теплоемкость и теплопроводность. Они также в большей степени зависят от влажности грунта, так как соответствующие значения для воды значительно выше, чем для минеральных частиц.
При выполнении одинакового вида работ производительность рыхлителей меняется в зависимости от группы и состояния разрабатываемого грунта. Так, при разработке песчаных грунтов сопротивление их перемещению увеличивается и на преодоление этого сопротивления затрачивается значительная мощность двигателя. Во время транспортировки песчаного грунта большая часть его теряется по пути, ссыпаясь по сторонам отвала. При разработке тяжелых глинистых и переувлажненных пылеватых грунтов производительность бульдозера – рыхлителя снижается вследствие значительного сопротивления этих грунтов резанию и большой плотности. Наиболее производительно рыхлители работают в супесчаных и суглинистых грунтах, имеющих нормальную влажность (10… 15%). Объем одновременно перемещаемого супесчаного или суглинистого грунта нормальной влажности примерно в 1,5 раза превышает объем глинистого или сухого песчаного грунта при прочих равных условиях.

- Назначение и организация проведения квалификационного экзамена и конкурса на замещение муниципальной должности
- Назначение и основные направления государственного регулирования ВЭД в Таможенном союзе
- Назначение и перерасчет трудовых пенсий
- Назначение и порядок совершения таможенных операций, предшествующих подаче таможенной декларации
- Назначение и порядок формирования бухгалтерского баланса организации
- Назначение и прекращение опеки и попечительства над несовершеннолетними детьми
- Назначение и принципы создания организационной стратегии
- Назначение и методы связи пресс-службы со СМИ
- Назначение и методы составления сводной бухгалтерской отчетности
- Назначение и методы составления сводной бухгалтерской отчетности
- Назначение и область деятельности антикризисного менеджера
- Назначение и область применения грохота вибрационного
- Назначение и область применения ксенона и его характеристика
- Назначение и общее устройство Двигателя внутреннего сгорания (ДВС) его систем и механизмов