Особливості тракторів, що оснащуються бульдозерами

Тема: Особливості тракторів що оснащуються бульдозерами

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ ТРАКТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ З НАВІСНИМ УСТАТКУВАННЯМ

2. КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ГУСЕНИЧНИХ ТРАКТОРІВ

3. ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МАШИН І ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Підвищення ефективності будівельно-дорожньої техніки забезпечується шляхом поліпшення якості виготовлення, надійності і технічного рівня машин, забезпечення комфорту і безпечної роботи машиністів-операторів у будь-яких кліматичних умовах. Ряди і комплекти машин для комплексної механізації робіт створюються з ув'язуванням машин між собою по продуктивності й ефективності з урахуванням перспективної технології будівництва, видобутку корисних копалин і максимального виключення ручної праці. При цьому створюються високоефективні машини підвищеної одиничної потужності, особливо для роботи при низьких температурах, і легкі малогабаритні - для зниження частки і виключення ручної праці. Особливе місце при механізації ґрунтових робіт займають бульдозери і розпушувачі. Незважаючи на швидкий розвиток нових методів розробки ґрунтів і спеціалізованих машин, механічний спосіб їхнього руйнування, копання і переміщення розпушувачами і бульдозерами в найближчому майбутньому залишиться найбільш ефективним у більшості експлуатаційних умов, що порозумівається відносною простотою конструкції бульдозерів і розпушувачів, широкою сферою й універсальністю застосування, високою продуктивністю і низькою вартістю одиниці продукції.

З метою розширення галузі застосування при різних кліматичних і ґрунтових умовах широко застосовують їхні різні виконання (тропічне, помірне й північне) і модифікації (для підземних, підвідних, гірських робіт і ін.). За допомогою змінного додаткового устаткування - поширювачів, укісників, відкрилків, наставок та ін. у бульдозерів; ножів для суцільного розпушування, поширювачів із твердим і шарнірним кріпленням до зубів у розпушувачів - істотно підвищується їхнє використання за часом і розширюється їх застосування. Цьому ж сприяє використання для різних ґрунтових умов і скельних порід прямого, напівсферичного, вугільного й іншого типів бульдозерних відвалів; прямих і вигнутих зубів розпушувачів.

Гідрофікація підйому-опускання, перекосу, нахилу, повороту в плані відвалів бульдозерів, а також підйому-опускання, зміни кроку і вильоту зубів, виносу крайнього зуба вбік , кута розпушування розпушувачів забезпечує максимальне пристосування робочих органів бульдозерів і розпушувачів до умов виконуваної роботи, що істотно підвищує ефективність машин. Цьому ж сприяє поліпшення параметрів робочих органів і устаткування, а також автоматизація керування машинами.

Останнім часом з метою полегшення експлуатації і здешевлення виробництва широко використовують єдині, конструктивно подібні рішення навісного устаткування у всіх рядах бульдозерів і розпушувачів, створюють сімейства машин у суміжних типорозмірах. Типізовані конструкції бульдозерів включають такі вузли, як зовнішні штовхаючі бруси, відвали з козирками і без них, передні гідроциліндри підйому-опускання без підоймових систем; розпушувачів - трьох- і чотирьохланкові підвіски, рами для трьох- і однозубого виконання.

Для ріжучих елементів, і металоконструкцій усе більше застосування знаходять леговані і низьколеговані сталі підвищеної міцності. Технологічність, ремонтопридатність, зниження втрат часу на технічне обслуговування є основними факторами створення нових конструкцій.

У даній роботі приведені узагальнені результати досліджень по створенню й удосконалюванню конструкцій бульдозерів і розпушувачів.

1. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ ТРАКТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ З НАВІСНИМ УСТАТКУВАННЯМ

 

В даний час для агрегатування з бульдозерами і розпушувачами застосовують гусеничні трактори загального призначення, їхні промислові модифікації і промислові трактори.

Технічні вимоги до базових тракторів для бульдозеров. і розпушувачів обумовлені функціональними якостями цих машин з обліком типовий, найбільш розповсюдженої технології провадження робіт, ґрунтових і експлуатаційних умов і загальної' сфери застосування машин.

Вимоги до базових тракторів для агрегатування з бульдозерами враховують циклічність робочого процесу і режими роботи вузлів бульдозера при виконанні функціонального призначення в типових умовах. У загальному випадку робочий цикл бульдозера має досить постійний розподіл за часом: робочий хід 75-80%, зворотний хід 20-25%, зупинки після робочого і зворотного ходів і маневрування 5%.

Робочий хід бульдозера характеризується тривалими тяговими опорами, що діють на робочий орган - відвал при динамічних навантаженнях, що перевищують у 2,0- 2,5 рази ваги машини. При цьому машина може пересуватися по горизонтальній поверхні, на підйом і під ухил до 20-25°. Часті знакоперемінні вертикальні опори відвала при робочому ході в 1,2-1,4 рази перевищують зусилля по перекиданню машини вперед та назад, а бічні в 1,3-1,4 рази - зусилля зрушення трактора убік. Гідравлічний привод керування робочим органом при цьому використовується 1200-1600 разів за час робочого ходу протягом години. Горизонтальні і знакоперемінні опори можуть діяти одночасно. При максимальному значенні одного з них інше може досягати в середньому половини максимуму. Максимальні значення горизонтального і бічного опорів можуть бути одночасно.

Швидкість пересування при робочому ході (звичайно 2,5-3 км/ч) обмежена реакцією машиніста, подовжніми і поперечними коливаннями машини внаслідок нерівностей поверхні, еластичності ланок у підвіску гусениць, гідрокомунікаціях і дії інших факторів. Навіть при роботі машини по одному сліді з реверсуванням механізми повороту використовуються часто (до 400 включень за час робочого ходу протягом години).

Невисокі швидкості зворотного ходу (5-8 км/год у залежності від типу підвіски гусениць) обмежені нерівностями поверхні, по якій відбувається рух, і перешкодами (стінки траншеї, крутий обрив).

Переключення передач і реверсування здійснюються порівняно нечасто: у середньому 120, а при засипанні траншей 200 переключень за годину роботи; маневрування - до 2-6 разів за такий же час. Транспортні переїзди своїм ходом порівняно рідкі. При відстані понад 1 км для перевезення машин використовують трайлеры.

Бульдозери легкого і середнього типу повинні забезпечувати річний наробіток не менш 1500-1700 ч, а важкого - 4000-5000 ч, що диктується їхнім переважним використанням на гірничо-видобувних підприємствах, в організаціях з безперервним циклом роботи (електростанції, гірничо-збагачувальні комбінати) або у важких кліматичних умовах (при низьких негативних температурах, у віддалених районах та ін.).

У залежності від умов експлуатації операції розпушування агрегату бульдозер- розпушувач складають 10-40% (у середньому 30%) загального часу його роботи.

Типова робота рихлювача складається з упровадження робочого органа у ґрунт або породу, робочого ходу з розпушуванням на довжину, обумовлену розмірами обраної робочої майданчики, розвороту або зупинки і руху заднім ходом у положення для наступного робочого ходу, а також маневрування. Кожен наступний робочий хід виробляється на визначеній відстані від попередніх. При роботі перехресним способом після розпушування майданчики в одному напрямку потрібен переїзд для роботи в перпендикулярному напрямку. Розпушування на підйом не виробляється, у таких випадках здійснюється додаткове маневрування.

У конструкції базового трактора повинні враховуватися технічні вимоги, що випливають з характеру і режимів роботи рихлювального устаткування.

Для робочого процесу розпушування (до 85-90% від загального часу роботи) характерні тривалі різкоперемінні тягові опори, що діють на робочий орган (зуби) при динамічних навантаженнях, що перевищують вагу машини в 3,0-3,5 рази. Пересування при робочому ході відбувається по горизонтальній поверхні і під ухил до 20-25°. Часті знакоперемінні вертикальних і бічні (до 500 включень у годину механізму повороту) опору в 1,4-1,5 рази перевищують зусилля по перекиданню машини вперед та назад і зрушенню неї убік. При робочому ході гідравлічний привід керування зубами розпушувача використовується часто (до 1000-1300 включень у годину). Горизонтальні, знакоперемінні вертикальний і бічний опори при робочому ході діють на зуби одночасно, причому при максимальному значенні одного з них інші мають проміжні значення.

Швидкості пересування розпушувача при робочому ході, маневруванні і зворотному ході, переїздах і транспортних перегонах, а також річний наробіток приблизно такі ж, як у бульдозера.

В агрегаті з бульдозером у більшості випадків розпушувач використовується 20-30% загального часу роботи. Випадки застосування розпушувача як окремої машини порівняно рідкі.

У конструкції промислових тракторів враховують також вимоги інших видів робочого устаткування. Наприклад, часті-максимальні вертикальні зусилля по перекиданню вперед робочого органа корчевателя (до 20-25 разів при середньому циклі 2хв), часте транспортування вантажу і транспортні переїзди скреперів (до 90% від загального часу роботи) в умовах бездоріжжя (коефіцієнти перекочування до 0,3-0,4), з ухилами, підйомами до 20-25° і максимально можливими швидкостями,

забезпечуваними типом підвіски гусениць.

Для ефективного використання бульдозерів з розпушувачами до основних вузлів і систем промислових тракторів пред'являються технічні вимоги, обумовлені існуючою технологією будівництва і режимами роботи цих машин.

Двигун - дизель, повітряного або рідинного охолодження, повинний мати питомі витрати палива 220-224 г/(квт-ч), оливи 0,3-0,5% витрати палива; запас крутного моменту, до 25-30%; питому масу 3,5-6,1 кг/квт; частоту обертання 1900- 2400 об/хв; можливість роботи в умовах запиленості до 2-3г/м3 повітря, ухилів до 30-35°, тряски і вібрації; пристрій-для відбору потужності незалежного типу. Двигун повинний бути оснащений всережимним регулятором, що забезпечує приладдя до різкоперемінних навантажень при будь-якому типі трансмісії; електростартером для однокаскадного пуску; системою підігріву і пристроями, що забезпечують пуск при низьких від’ємних температурах (до -60°С) і роботу на висоті до 4000 м над рівнем моря; глушителем і захищений від механічних ушкоджень знизу. Він повинний мати пристрій для діагностування й автоматизованого керування. Ресурс двигуна повинний бути не менш10 тис. год, наробіток на відмовлення - більш 400 ч.

Двигун повинний забезпечувати силу тяги по зчепленню з урахуванням маси навісного устаткування, що складає до 50% маси трактора при швидкості руху 2,5-3,0 км/год і одночасному доборі потужності на гідропривод керування робочим устаткуванням.

Застосування двигунів зі зниженими частотою обертання і запасом крутного моменту, викликає збільшення маси всіх трансмісійних вузлів і погіршення загальних показників трактора.

Трансмісія - гідрооб'ємна, гидро- або електромеханічна (для важких тракторів), з автоматичною зміною швидкості руху в залежності від опору на робочий орган, повинна забезпечувати найкращий ККД при робочій швидкості 2,5-3,0 км/год; мати можливість тривалої роботи при робочій швидкості і стискальному зусиллі по зчепленню з обліком зазначеної вище маси навісного устаткування, трьома-чотирма діапазонами швидкостей уперед та назад (у тому числі транспортною швидкістю не менш 10-12 км/ч), переключенням передач на ходу без розриву потоку потужності (також передач переднього ходу на будь-яку задню і навпаки) протягом 0,5-1,5 з; мати гальма, застосовувані на всіх передачах (з частотою до 200 включень у годину) і автоматично включаються при зупинці двигуна або падінні тиску в гідросистемі приводу керування робочим устаткуванням; механізми повороту, що забезпечують можливість повороту шляхом обертання гусениць у різні сторони.

У трансмісії повинна бути передбачена можливість установки ходозменшувача і заднього вала відбору потужності незалежного типу. Вона повинна бути захищена знизу від механічних ушкоджень при наїзді на перешкоди. Ресурс трансмісії - не менш 10 тис. год, наробіток на більш 400 ч.

Ходова з підвіскою гусениць у виді твердого балансирного бруса, що з'єднує гусениці, або одно-двоступінчастих твердих балансирних кареток ковзанок і обмежуючий їхній хід гумометалічних упорів, що забезпечують точне, без осідання рами трактора керування робочим органом (відвалом або зубами) при установці гідроциліндрів на кістяку і русі з робочою швидкістю. Одночасно повинна бути забезпечена достатня пристосовність гусениць до нерівностей поверхні при русі з підвищеними швидкостями.

При еластичній підвісці або напівтвердої з балансирною ресорою можливе застосування керованого з кабіни механізму блокування, що забезпечує тверде з'єднання натяжних коліс і задніх ковзанок або цілком гусениць з кістяком трактора і точне керування робочим органом. При всіх типах підвіски натяжні колеса повинні бути опорними і них варто розраховувати з умов перекидання трактора.

Передня частина трактора повинна мінімально виступати за обведення гусениць, а задня - бути утоплена на визначену відстань. Пальці гусениць і осі опорних і підтримуючих котків повинні мати довгострокове змащення і захист від улучення каменів і забивання ґрунтом. Для легких і середніх тракторів середній статичний тиск на ґрунт 0,05 Мпа, для важких 0,1 Мпа. Ходова частина повинна забезпечувати можливість роботи у воді при глибині, рівній висоті гусениць, мати можливо більший дорожній просвіт. Ресурс ходової частини не менш 5-6 тис. год на усіх видах ґрунтів.

Гідроустаткування повинне мати насос приводу керування робочим органом потужністю до 40% потужністі двигуна при тиску 15,7-21,6 Мпа, що забезпечує швидкість керування 0,25- 0,50 м/с і відповідне зусилля на робочих органах. Розподільник повинний мати не менш трьох золотників, трьох- і четирьохпозиційного типу. Два золотники (для підйому-опускання і перекосу відвала або підйому-опускання і зміни кута розпушування зубів) повинні керуватися одною рукояткою. Ресурс гідроустаткування - не менш 10 тис. ч.

Компонування трактора - з переднім розташуванням двигуна і середньої або близьким до нього - кабіни. Кабіна повинна забезпечувати з урахуванням кута зору машиніста достатню оглядовість елементів робочих органів, що ріжуть, попереду і позаду при роботі і під час переїздів з відвалом і зубами в транспортному положенні, а також фронту робіт. При такому компонуванні краще використовується принцип подоби у всьому типорозмірному ряду тракторів; полегшується створення сімейств тракторів у суміжних типорозмірах, застосування модульних конструктивних рішень, що дозволяють спростити установку і заміну основних вузлів, а також висновок усіх мастильних точок в одне місце під кабіну з однієї з сторін. При цьому полегшується використання автоматичних систем керування і діагностичних пристроїв.

Прив’язочні пристрої для переднього і заднього устаткування включають силове облицювання передньої частини трактора з гідроциліндрами, опорні шарніри для рам переднього навісного устаткування, кронштейни і пальці на кістяку трактора для рам і гідроциліндрів заднього навісного устаткування, передні й задні причіпні пристрої, трубопроводи, різні щитки і пристрої в залежності від комплектації трактора.

Кабіна повинна мати суцільне остекління, вентиляцію, обігрів, охолодження (або кондиціонування), обдування й очищення стекол, регульоване по масі, висоті й у подовжньому напрямку сидіння, що може повертатися на кут 10-15° праворуч (для кращої видимості краю відвала і зубів). Повинне забезпечуватися регулювання спинки сидіння і підлокітників, на яких розміщуються органи керування (важелі керування коробкою передач, відвалом і ін.). Кабіна повинна бути оснащена фарами і фарою-прожектором для висвітлення фронту робіт, звуковим сигналом, стоп-сигналом, габаритними відбивачами, системою захисту машиніста при перекиданні і від падаючих предметів. Конструкцію кабіни варто розробляти з урахуванням забезпечення вітчизняних і міжнародних норм по безпеці й умовам праці (шумові, вібрації, температурі, забрудненню, зусиллям на важелях і педалях керування й ін.).

Основна рама (або ост) повинна бути розрахована на весь термін служби (не менш 10 тис. г) з урахуванням дії навантажень. у тому числі динамічних, відповідно до режимів роботи бульдозера і розпушувача.