Назначение, общее устройство и принцип работы бульдозера ДЭТ - 250

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°.

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.

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.

При разработке сыпучих  и рыхлых грунтов целесообразно  к отвалу крепить открылки-удлинители. Это позволяет повысить производительность бульдозера на 40—50%.

Схемы устройств и  основные параметры бульдозеров представлены на рисунке 7.

а - с поворотным отвалом; б - с неповоротным отвалом; в - поперечный перекос отвала

Рисунок 7 - Схемы устройств и основные параметры бульдозеров

 

3 Технологические схемы проведения  работ

В процессе работы бульдозер  копает, перемещает и распределяет грунт (рисунок 8) Чтобы отделить грунт от массива, нож отвала углубляют при одновременном перемещении бульдозера вперед. Грунт накапливается перед отвалом, образуя призму волочения. Резание продолжается до тех пор, пока эта призма не достигнет верхней кромки отвала. Затем бульдозер передвигает призму волочения до места и грунт разгружает кучей, поднимая отвал до отказа или разравнивания слоем необходимой толщины. Толщина слоя зависит от типа и массы машин для уплотнения.

Наибольшее сопротивление  возникает при работе бульдозера в процессе копания грунта. При  перемещении грунта имеются резервы  мощности. При резании (копании) добиваются максимального объема вырезаемого грунта на отвале, полного использования мощности двигателя и минимальных затрат времени на набор призмы волочения. Используют три основные схемы копания грунта: прямоугольной стружкой (с постоянной толщиной), клиновой (с переменной толщиной стружки) и гребенчатой.

При копании прямоугольной  стружкой отвал бульдозера сначала  заглубляют максимально в грунт  с учетом возможностей бульдозера по мощности и группе„грунта. Затем, не меняя положения отвала, бульдозер  движется вперед, срезая ровную стружку на всем пути набора грунта. Схема эффективна при работе под уклон и разработке выемки наклонными слоями. Мощность трактора используется полностью, стружка вырезается толстая и равномерная, сокращается путь и время набора призмы волочения. Эту схему применяют при снятии растительного слоя, при этом толщина стружки органичивается не возможностями бульдозера, а технологическими условиями работ и толщиной растительного слоя.

 

а — резание (копание) грунта; б — перемещение; в —  разгрузка; 1 — прямоугольная стружка; 2— клиновая стружка; 3 — гребенчатая стружка; 4 — куча грунта; 5 — слой грунта; 6 — призма волочения

 

Рисунок 8 - Технология работы бульдозером

 

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 (рисунок 9, а).

 

 

Рисунок 9 - Формы срезаемых бульдозером стружек грунта при работе в различных условиях (стрелкой показано направление движения бульдозера)

 

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 9, б).

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 9, в). 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 (рисунок 9, г). Для разработки грунта такой способ зарезания не рекомендуется.

Бульдозеры в качестве основной машины используются при сооружении земляного полотна из выемок в  насыпь и из боковых резервов в  насыпь высотой до 1...1,5 м (рисунок 10).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 - Технологическая схема возведения насыпи бульдозерами из двусторонних боковых резервов

 

Работа универсального бульдозера по возведению земляного  полотна в полувыемке-полунасыпи показана на рисунок 11, б. До начала работ размечают земляное полотно с постановкой колышков, фиксирующих ось и границы насыпи, границы разработки выемки и нагорной канавы. Сначала разрабатывают нагорную канаву, нарезают уступы или вспахивают основание насыпи. Бульдозер разрабатывает косогор продольными проходами с установкой отвала под углом захвата 67°, начиная с верхней части косогора, постепенно передвигаясь вниз, в сторону полунасыпи. После продольных проходов образовавшийся вал грунта перемещают в насыпь бульдозером дополнительными косыми проходамиЗемляное полотно выполняют бульдозером до проектных отметок.

1 — поперечные; 2 и  3 — продольные

 

Рисунок 11 - Схема работы бульдозера на косогоре: проходы бульдозера:

 

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 12, а) и по траншее, образованной из валов грунта, осыпавшегося во время предыдущих проходов бульдозера (рисунок 12, б).

 

Рисунок 12 - Схемы перемещения грунта бульдозерами по траншеям

 

Операции по укладке  перемещаемого грунта могут выполняться  различными способами. Наиболее распространены способ послойного размещения (рисунок 13, а, б) и способ накапливания отдельными кучами с последующей планировкой (рисунок 13, в, г, д).

При укладке грунта отвал  бульдозера во время движения поднимают  на высоту 15—20 см, и грунт отсыпается ровным слоем. При этом уложенный  грунт предварительно уплотняется  гусеницами трактора и в последующем  окончательно уплотняется катками  или трамбующими машинами. Этот способ называется укладкой слоем “от себя” (рисунок 13, а).

 

 

Рисунок 13 - Основные схемы укладки грунта бульдозерами

При другом способе послойной  укладки — укладке слоем “на  себя” (рисунок 13, б) машинист, доставив грунт к месту укладки и не останавливая бульдозера, быстро поднимает отвал и на 1,0—1,5 м продвигается вперед, после чего останавливает машину, опускает на грунт отвал, переключает заднюю скорость и, двигаясь задним ходом, тыльной стороной отвала разравнивает доставленный грунт.

 

Рабочий процесс бульдозера при разработке показан на рисунке 14.

 

 

а - с неповоротным отвалом; б - с поворотным отвалом (универсальный); в - схема набора, перемещение и  отсыпки грунта; г - схема к определению  объема грунта перед отвалом бульдозера

 

Рисунок 14 - Схемы работы бульдозеров

 

4 Определение производительности  бульдозера

Производительность бульдозера и бульдозера-рыхлителя на землеройно-транспортных работах определяется количеством  разработанного грунта в кубических метрах за единицу времени.

Различают техническую  и эксплуатационную производительность бульдозера.

Технической производительностью бульдозера называют наибольший объем грунта, который машина может разработать и переместить за 1 ч работы при самых благоприятных условиях.

Техническую производительность бульдозера Пт (м3/ч) определяют по формуле

П_т= 3600 VК_уК_с/Т_ц,

 

где —V объем призмы волочения, м3; К_у — коэффициент уклона местности; К_с — коэффициент сохранения грунта при транспортировании (К_с = 0,005Lт); Т_ц — время рабочего цикла, с; L_т — длина траншеи.

Для повышения производительности бульдозера большое значение имеет количество грунта, перемещаемого отвалом за один рабочий цикл, которое характеризуется объемом призмы волочения. При срезании стружки 4 грунт собирается перед отвалом 2 в виде призмы 1, которая выступает на расстояние А. В процессе транспортирования неизбежны потери в валики 3 через боковые щиты отвала. Чем больше призма волочения, тем выше производительность бульдозера.

Объем призмы волочения V_n (м3) ориентировочно определяют из условия, что грунт располагается под углом естественного откоса Ф0, град:

 

V _п= B_н2/2К_p tg<ф₀,

 

где В—ширина отвала, м; Н—высота отвала, м; К_р — коэффициентрыхления грунта, равный 1,1 …1,35 в зависимости от его плотности и влажности.

 

 

1 — призма, 2— отвал, 3— боковые валики, 4— стружка.

 

Рисунок 15 - Призма волочения  грунта

 

Время рабочего цикла  Тц (с) бульдозера определяют по формуле

 

Т_ц = (L_т+i_к)/ V_п + (L_T + i_к.)/ V ₃ + 2t_п + t₀,

 

где i_к — длина кавальера; V_п, V₃ — средние скорости переднего и заднего движения; t_п — время переключения передач и разгона (2...5 с); /0 — время опускания отвала (1.. .2 с).

Меньшее значение времени  переключения принимают для гидромеханической  трансмиссии, большее — для механической.

Время цикла бульдозера-рыхлителя  определяют по той же формуле, но принимают i_к = 0.

Среднюю скорость движения определяют по формуле

 

V — 0,377п_дr_кК/i,

 

где п_д— частота вращения двигателя, мин-1; г_к— радиус ведущих колес; i — передаточное отношение трансмиссии при передней или задней передаче; К — коэффициент снижения скорости движения (для механической трансмиссии К= 0,85...0,95, для гидромеханической — К = 0,7...0,8).

Техническую производительность бульдозера-рыхлителя П б.р (м3/ч) при работе рыхлителем определяют по формуле

 

П _бр = 3600 V_г/Т_ц,

 

где V_r — объем разрыхленного грунта, м3.

Массив плотного или  мерзлого грунта рыхлят параллельными резами с максимально возможной глубиной.

Формы поперечных сечений  прорезей при рыхлении показаны на рис. 134. Массив грунта разрушается под  углом а. Для снижения энергоемкости  процесса разрушения грунта соотношение  ширины прорези b и глубины рыхления Нр (м) должно быть в пределах 3...5. При параллельном рыхлении расстояние между соседними проходами принимают таким, чтобы происходил скол неразрушенного массива грунта между резами и оставшиеся гребни 3 были минимальными. Если нет гребня, рыхлитель уходит в сторону от сделанной ранее прорези.

 

Объем разрыхленного  грунта V_r (м3) определяют по формуле.

 

V_r = 0,5BH_pS,

 

где В — средняя  полоса разрушения за один проход, м; S — длина пути рыхления, м.

Время рабочего цикла  рыхлителя определяют по той же формуле, что и для бульдозера.

Техническую производительность бульдозера-рыхлителя П б р (м3/ч) определяют по формуле

П_бр = 3600 VK_yK_с/ (T_б + Т_р),

 

где Т₆ — время рабочего цикла бульдозера, с; Т_р— время рабочего цикла рыхлителя, с.

 

а-при одиночном проходе бульдозера-рыхлителя, б-при параллельных проходах; 1 — массив грунта, 2— разрыхленная порода, 3—гребень.