Землеройно-транспортные машины

Бульдозер является навесным оборудованием, обычно к трактору, состоящим из отвала с ножами, толкающих брусьев (или рамы) и системы управления отвалов, смонтированным на гусеничном тракторе или двухосном пневмоколесном тягаче.

Бульдозеры классифицируют: по способу установки рабочего органа (отвала) – на неповоротные (простые), с постоянным положением отвала перпендикулярно продольной оси машины, и поворотные (универсальные) с переменным расположением отвала; по типу ходового устройства – на гусеничные и пневмоколесные; по конструкции системы управления отвалом – с канатно-блочным и гидравлическим управлением; по номинальному тяговому усилию базовой машины – на малогабаритные (1,0-3,0 тс, 9,8-29,4 кН), легкие (3,0-6,0тс, 29,4-58,8 кН), средние (6,0-15 тс, 58,8-147кН) и тяжелые (15-36 тс, 147-343 кН).

Наиболее распространены гусеничные бульдозеры с гидравлической системой управления отвалом. Отвал бульдозера представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из лобового листа криволинейного профиля, усиленного для большей жесткости ребрами и балками коробчатого сечения. Нижняя кромка отвала снабжена сменными двухлезвийными ножами – средним и двумя боковыми, направленными износоустойчивым сплавом. Верхняя часть сплава имеет козырек, препятствующий пересыпанию грунта через верхнюю кромку. При работе на легких грунтах, не содержащих крупных каменистых включений, с целью увеличения производительности бульдозера на его отвале монтируют сменные уширители (открылки).

Промышленность выпускает гусеничные неповоротные бульдозеры с отвалами длиной 2500-4000 мм, поворотные гусеничные с отвалами 3500-5540 мм и пневмоколесные неповоротные с отвалами длиной 2000-3200 мм. Высота отвалов гусеничных машин составляет 800-1400 мм, пневмоколесных 600-1100 мм, наибольшая глубина резания – 200-600 мм. Бульдозеры класса 10 могут оснащаться системами комбинированного автоматического управления положением отвала «Копир-автоплан 10/ЛП» и «Комбиплан-10Л».

 Обычно тракторные бульдозеры производит резания грунта на 1 или 2 скорости (2,5-4,5 км/ч), перемещение грунта на 2 или 3 скорости (4,5-6 км/ч), а возвращается для нового цикла задним ходом.

Бульдозеры-рыхлители применяют для послойного разрушения плотных каменистых, скальных и мерзлых грунтов перед разработкой их землеройными машинами. Рабочий орган рыхлителя имеет один или три сменных зуба с литыми наконечниками из износостойкой стали установленных с шагом 800-1020 мм.

Основными производителями бульдозеров и рыхлителей за рубежом являются фирмы «Катерпиллер» (США), «Комацу» (Япония).

Скрепер – это самоходная или прицепная землеройная – транспортная машина, рабочим органом которой является ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножом для срезания слоя грунта и предназначения для послойного срезания, перемещения, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов 1–3 групп с каменистыми включениями до 300–600 мм при возведении насыпей, планировании стройплощадок, разработке траншей, выемок и т. д.

Рабочий цикл скрепера включают: резания грунта и наполнение ковша – при движении вперед ножи опущенного на грунт ковша срезают слой грунта, который поступает в ковш при поднятой заслонки; транспортирование грунта к месту укладки. По способу загрузки ковша скреперы делятся на два типа: заполняемые за счет подпора грунта при реализации тягового усилия (с загрузкой тяговым усилием); заполняемый с помощью элеватора (скреперы с механизированной загрузкой или элеваторные). Элеваторы могут быть скребковыми или шнековыми. Преимущество элеваторных скреперов: заполнение ковша «с шапкой». Недостаток: ограничение использования на влажных глинистых грунтах.

Управление ковшом канатно-блочное или гидравлическое. Гидравлическое позволяет точней толщину срезаемого слоя грунта. Автоматизированные скреперы типа Д3-172.1 оборудованы системой «Копир-стабилоплан-10Л» с лазерным устройством САУЛ-1м. На базе одного лазерного излучателя может работать до 10 скреперов.

Самоходные скреперы эффективны при дальностях возки грунта на 300-5000 м, прицепные и полуприцепные к гусеничным тяготам – на 100-800м.

Грейдер – это планировочно-профилированная землеройно-транспортная машина, основным рабочим органом которой служит полноповоротный отвал с ножами, размещенный между передним и задним мостами ходового оборудования.

Прицепные грейдеры встречаются на строй площадках, но они сняты с производства из-за трудности в управлении и необходимости в дополнительном машинисте непосредственно на грейдере.

Широко применяются автогрейдеры, смонтированный на пневмоколесном ходовом оборудовании, для послойной разработки и перемещение на расстояние до 100 м грунтов 1-3 групп при планировочных и плофилировачных работах на строй площадках и трассах строительства трубопроводов.

Автогрейдеры разделяют по конструктивной массе на легкие (до 9 тонн), средние (до13 тонн) и тяжелые (до 19 тонн). Колесная схема АхБхВ, где А - число осей с управляемыми колесами; Б - число осей с ведущими колесами и В - общее число осей-автогрейдеров легкого и среднего типов 1х 2х 3, тяжелого типа 1х3х3.

Современные автогрейдеры выполнены по единой схеме и представляют собой самоходную трехосную машину с полноповоротным отвалом и гидравлической системой управления рабочими органами. Автогрейдеры снабжаются дополнительным сменным оборудованием: удлинителем и уширителем отвала, откосниками, кирковщика, бульдозером и двух отвальным снегоочистителем. Скорость перемещения автогрейдеров при резании грунта составляет 3,5-10 км/ч, при транспортных перемещениях – до 30 км/ч. Последние годы выпускается более совершенные грейдеры шарнирно-сочлененной рамой, что позволяет сократить радиус их поворота при сохранении управления передними колесами, а также повысить их устойчивость при копании за счет движения «Крабом».

Экскаваторы

Одноковшовые строительные экскаваторы оснащаются ковшами 0,25-4 м³, различными видами сменного рабочего оборудования и предназначены для земляных работ в грунтах 1-4 групп. При помощи унифированного сменного рабочего оборудования (до 40 видов) они могут выполнять также погрузочные, монтажные, сваебойные, планировочные, зачистные и другие работы.

Основными частями строительных экскаваторов являются ходовое устройство, поворотная платформа (с размещенными на ней силовой установкой, механизмами, системой управления и кабиной машиниста) и сменное рабочее оборудование.

Рабочее оборудование обеспечивает заполнение рабочего органа разрабатываемым или загружаемым материалом, его перемещение в вертикальной плоскости к месту выгрузки и выгрузку. Оно включает стрелу, рукоять и ковш. Стрелу рабочего оборудования монтируют на поворотной платформе шарнирно в проушинах.

Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грунтов состоит из следующих операций: копание грунта, подъем наполненного ковша из забоя, поворот ковша на разгрузку, разгрузка грунта в транспортные средства или в отвал, возврат  порожнего ковша в исходное положение. Возможно совмещение отдельных операций

Строительный экскаваторы классифицируют: по типу ходового устройства – на гусеничные, пневмоколесные, на специальном шасси, на базе автомобиля или трактора; по типу привода – на дизельные (механические), электрические с питанием от внешней сети, дизель-электрические и гидравлические; по количеству приводных двигателей – на одномоторные (привод всех механизмов от одного двигателя) и многомоторные; по конструкции поворотной части – на полноповоротные (360⁰) и неполноповоротные (180⁰-270⁰); по способу подвески рабочего оборудования – с гибкой подвеской (канатные полиспасты) и с жесткой подвеской (гидроцилиндры); по виду исполнения работ оборудования – с шартирно-рычажным и телескопическим оборудованием.

Структура индексации следующая: буквы означают тип экскаватора, например, Э0 – «экскаватор одноковшовый универсальный»; цифры индекса последовательно означают – размерную группу машины (по вместимости кошей в м³), тип ходового устройства, вид подвески и порядковый номер данной модели.

Рабочее оборудование – прямая лопата – разрабатывает грунт в забое выше уровня стоянки машины. Драглайн – свободно подвешенный ковш для разработки водонасыщенного грунта и под водой. Грейфер состоит из двух челюстей на канатной подвеске и применяется для рытья, колодцев, траншей под водой, а также при погрузке и выгрузке сыпучих и мелкокусковых материалов.

К настоящему времени 80% выпускаемых в стране универсальных экскаваторов с ковшами вместимостью до 1м³ являются гидравлическими

Многоковшовые траншейные экскаваторы применяют при отрывке траншей большой протяженности. Они являются самоходными землеройными машинами непрерывного действия, которые при своем поступательном движении отрывают позади себя продольную выемку – траншею.

Различают цепные и роторные траншейные экскаваторы. Рабочим органом цепных является однорядная или двухрядная бесконечная цепь, огибающая раму и несущая на себе ковш или скребки, а у роторных ротор (колесо) с ковшами или скребками, вращающийся на роликах, При работе цепь или ротор движутся в в плоскости передвижением экскаватора. Скорость движения рабочего органа и скорость передвижения машины подбираются так, чтобы обеспечивалось 100%-ное наполнение ковшей. Скорость движения экскаваторов при копании траншей 10-400 м/ч у цепных машин и 10-800 м/ч у роторных. Скорость рабочего органа у цепных машин непревышает 1,2 м/с, у роторных – 2 м/с.

Различают экскаваторы цепные (ЭТЦ) и роторные (ЭТР), с навесным и полунавесным рабочим оборудованием, гусеничные и пневмоколесные, с механическим, гидравлическим, электрическим и комбинированным приводом.