Назначение, и общее устройство и принцип работы машины

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 рыхления мерзлых грунтов и горных пород, являются прочность последних и  класс базового трактора. Для увеличения тягового усилия при работе на мерзлых  грунтах на траки трактора устанавливают  специальные грунтозацепы, позволяющие реализовать номинальную мощность двигателя по сцеплению. Минимальная глубина рыхления за один проход должна на 20—30% превышать толщину слоя грунта, убираемого бульдозерами и скреперами, с которыми работает рыхлитель. При установившемся рыхлении и наибольшем опускании зубьев угол рыхления рекомендуется принимать не более 45° при заднем угле не менее 8°.

G увеличением прочности  грунта возрастает его сопротивление  разрушению, уменьшается эффективность рыхления и ухудшаются условия сцепления гусеничного движителя с поверхностью грунта. Поэтому производительность рыхлителей с понижением температуры грунта уменьшается. При высокой механической прочности грунта рыхление его осуществляется одним средним зубом. После прохода наконечника зуба образуется характерная прорезь трапециевидного сечения. Рыхление производят параллельными резами с максимально возможной для данных условий глубиной.

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 выбирается таким, чтобы происходил скол неразрушенного массива грунта между резами, и  оставшиеся «гребешки» были минимальными. Расположение соседних проходов с расстоянием, меньшим 0,4—0,5 м, вызывает увод рабочего органа в ранее полученную прорезь.

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 кусков грунта. Характер разрушения зависит  от типа породы.

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 окружающего  воздуха от -60 до +40°С.

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 параллельными  проходами рыхлителя, мм	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 производительности  машины

Разрыхляют  грунт заглубленными в него зубьями  тяговым усилием перемещающегося  на рабочей скорости трактора. Форма  поперечного сечения образованной после проходки рыхлителя выемки показана на  4.41. Для работы в плотных грунтах выгоднее использовать однозубые рыхлители с жестким креплением зуба на поперечной балке, которые по сравнению с мно-гозубыми рыхлителями реализуют большие усилия на одном зубе, С этой же целью в тех же условиях многозубые рыхлители переоборудуют в однозубые или снабжают их буферными устройствами, устанавливаемыми в верхней части среднего зуба, для работы с трактором-толкачом, также оборудованным буферным устройством в его передней части. При разработке слоистых горных пород и вялых пластичномерзлых грунтов, а также рыхления корки мерзлого грунта на зубья рабочих органов устанавливают ушнритс-ли. благодаря чему увеличивается ширина рыхления за каждый проход и повышается производительность машины. Отдельные модели рыхлителей оборудуют дистанционными системами регулирования угла резания и изменения вылета зуба из кабины машиниста. Первое решение позволяет выбирать рациональный угол резания в зависимости от категории разрабатываемых грунтов, а также сокращает время внедрения наконечников в прочные грунты. Изменением вылета зуба можно обеспечить оптимальный режим рыхления и сократить за счет этого число проходок при послойном рыхлении грунта.

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 предшествующих проходок грунта или породы слоем 5...7 см, удаления снежного покрова перед  разрыхлением мерзлых грунтов для улучшении сцепления движителя, совместной работы с тракторами-толкачами. В последнем случае энергозатраты на разрыхление грунта увеличиваются примерно в два раза, а производительность повышается в три-четыре раза.

 

 

 

 

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.