Землеройно-транспортные машины

Раздел: Строительство

Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунта на небольшие расстояния, его укладки, разравнивания "и планирования. Используются бульдозеры для устройства насыпей и разработки выемок с перемещением грунта на расстояние до 100 м, для копания и.перемещения грунта при планировке строительных площадок, в случае удаления растительного слоя с полосы отвода на строительстве дорог и в основаниях различных земляных сооружений, при производстве подготовительных работ, на вскрыше карьеров строительных материалов, разработке песчаных и гранитных карьеров, засыпке, траншей и котлованов, подсыпке грунта к искус- i лвенным сооружениям, разравнивании грунта, подаваемого другими машинами, планировке стройматериалов на строительных площадках и штабелировании их на складах, зачистке откосов дамб, насыпей, каналов. Бульдозеры фименяются также в качестве толкачей в скреперных отрядах и для других вспомогательных работ, таких, как расчистка и планировка транспортных путей для скреперов и самосвалов, зачнстные работы в комплекте с экскаваторами, очистка дорог от снега, валка деревьев, корчевание пней. Особо эффективна работа бульдозфов при малой дальности транспортировки грунта, например при возведении насыпей из боковых резервов, при устройстве к шалов, когда разработанный грунт укладывается в дамбы или копальеры.

К подготовительным работам относятся следующие: снятие растительного слоя, расчистка полосы от леса, кустарника, камней. Растительный по- ;ров на полосе отвода при строительстве дорог снимается поперечными проходами от оси дороги в стороны. Толщина удаляемого слоя грунта обычно составляет 10—12 см. Если при большой ширине полосы весь слой не может быть удален за один поперечный проход, сначала удаляют грунте краев, а затем со средней части полосы отвода.

Валку деревьев можно производить на стену леса и от стены леса. В первом случае лес спиливается в крайних полосах просеки и деревья валят иод углом 40—45° на расчищенную полосу. Эгот способ применяется в густом лесу. В редких насаждениях валка деревьев производится по второму способу, вдоль просеки с последующей трелевкой и разделкой. При валке деревьев бульдозерист наклоняет ствол поднятым отвалом от себя, затем вторым подходом подрезает корни и транспортирует дерево за пределы расчищаемой полосы. При больших диаметрах деревьев (40—50 см) для увеличения высоты упора отвала в дерево осуществляется подсыпка призмы высотой до 1 —1,5 м, а при крепкой разветвленной корневой системе приходится увеличивать число подходов для подрезки корней. Корчевание иней и уборка камней при малых их размерах идет одновременно со снятием растительного слоя. Крупные пии требуют предварительной подрезки корней, а камни — окапываются. При различной крупности камней и "пней сначала удаляются более крупные, а затем все остальные вместе с растительным слоем. На косогорах и склонах пни, камни, растительный покров удаляются вниз по склону.

При выполнении объемных земляных работ рабочий цикл бульдозера состоит из зарезания и набора грунта, перемещения призмы волочения, разгрузки грунта и холостого хода. Возможны следующие схемы разработки грунта.

1.         Прямая разработка, при которой бульдозер в течение ряда рабочих циклов двигается челночным способом до получения заданного уровня поверхности. Применяется при разработке траншей, шириной, равной ширине отвала, засыпке оврагов, срезке холмов.

2.         Боковая разработка, при которой бульдозер после транспортирования призмы грунта поворачивает влево или вправо, производит отсыпку и задним ходом возвращается в исходное положение. Применяется при срезке бугров, засыпке ям и траншей, при планировочных работах и т. д,

3.         Разработка грунта ступенями, когда каждый последующий проход выполняется со смещением в сторону по отношению к предыдущему на ширину отвала. Применяется при возведении насыпей из боковых резервов.

4.         Срезка бугров, холмов и отдельных неровностей, а также засыпка ям. траншей, оврагов перемещением срезанного грунта под углом,

5.         Срезка откосов, глубоких выемок движением под уклон в выемку с последующим перемещением срезанного грунта в насыпь.

6.         Возведение земляного полотна перемещением грунта из боковых ре- л-рвов в насыпь, сооружение полунасыпей и полувыемок, перемещение грун- п из выемок в кавальеры.

7. Разработка каналов поперечными челночными ходами. Применяется при глубине каналов до 2 м и крутизне откосов до 20°

8. Планировочные работы на горизонтальных или наклонных площадках и участках земляного полотна за счет перераспределения грунта из выступов во впадины. Точность планировки обеспечивается при ручном управлении до 10 см. Хорошее качество планировки достигается при перекрытии проходов на 30—40 см. После окончания планировки выполняется чистовое заглаживание поверхности задним ходом со свободно опущенным отвалом.

Тяговый расчет и производительность бульдозера. Для правильного использования мощности базового тягача в течение рабочего цикла бульдозера, а следовательно, и получения максимальной производительности, необходимо, чтобы сумма сопротивлений на каждом этапе работы равнялась наибольшему тяговому усилию, которое тягач может развить па данной передаче без существенного буксования. Тяговый расчет определяет параметры рабочего процесса, позволяющие приблизиться к выполнению этого условия.

Самозаглубление в процессе копания происходит обычно при работе острым ножом. Затупленный нож, особенно при работе на тяжелых грунтах, заглубляется плохо, так как давление, развиваемое на площадке затупления, недостаточно для преодоления несущей способности грунта. Ниже приведены рекомендуемые значения удельных вертикальных давлений на режущей кромке qR, по которым можно определить допустимую для данных, грунтовых условий ширину площадки затупления s — PjqRL, где Рг — наибольшее возможное вертикальное усилие на режущей кромке ножа, возникающее при подъеме базового тягача относительно задних опорных катков гусениц или оси задних колес; L — длина ножа бульдозера, см; qa — удельное вертикальное давление (кгс/см2); для категории грунта I qB = 10—12; 11 — 18—20; III - 30—35; IV — более 40.

Угол резания у большинства конструкций современных бульдозеров может изменяться в пределах 10—20°. Выбирают его с учетом следующих обстоятельств. Увеличение угла позволяет ускорить внедрение в тяжелых грунтах, но повышает энергоемкость копания, способствует залипанию отвала, снижает рабочую скорость и повышает расход топлива. Уменьшение угла резания повышает эффект самозаглубления, ухудшает внедрение отвала в тяжелых грунтах, но при этом снижаются энергоемкость копания, залипание, расход топлива. Угол резания 55° может применяться во всем диапазоне грунтовых условий. Меньшие углы резания рекомендуются при работе на кусковых и сыпучих материалах, большие — на легких связных грунтах. Применение на бульдозерах гидрофицированного механизма перекоса отвала позволяет ускорить процесс внедрения ножа в тяжелых грунтах.

Перемещение грунта к месту укладки следует выполнять на возможно более высокой скорости, принимая при этом меры для уменьшения потерь грунта: предварительное выравнивание поверхности разрабатываемого участка и пути транспортирования грунта. Перемещение грунта без дополнительного подрезания производится на второй (а при работе под уклон — на третьей) передаче с образованием траншеи или боковых валиков грунта, препятствующих потерям, при транспортировании по ровной поверхности без подъема с установкой отвала в плавающем положении. При отсутствии возможности транспортирования грунта в траншее перемещение производится на первой передаче с дополнительным подрезанием. Перемещение грунта в траншее глубиной 40—60 см при боковых валиках высотой 20—25 см позволяет повысить производительность машины на 10—15% в результате увеличения объема призмы волочения. Аналогичный эффект достигается при транспортировании грунта по одному следу после образования валиков вы сотой 50—60 см.

Совместная работа двух-трех бульдозеров дает возможность повысить объем транспортируемого грунта на 10—15 %. Расстояние между щеками смежных отвалов при этом не должно превышать 0,25—0,30 м для грунтов групп I—II; 0,4—0,5 м — для связных грунтов групп III—IV.

Значительный эффект можно получить наращиванием отвалов открыл^ ками, удлинителями, уишрителями. Обычно эти виды дополнительного оборудования бульдозеров применяются при работе на легких, сухих грунтах. Открылки повышают производительность на 5—15 %, уширители с жестким креплением к отвалу — на 25—30 Уширители с гндроуправлением, которые можно устанавливать иод различными углами к отвалу, а также повернуть назад в нерабочее положение, повышают производительность во всех грунтовых условиях, за исключением работ, ведущихся на тяжелых разрыхленных скальных породах. Удлинители целесообразно использовать при перемещении по одному следу сыпучих материалов с низкой объемной массой, так как на грунтах, даже легких, большая длина отвала существенно ухудшает управляемость машины.

Повышение производительности достигается перемещением грунта двумя-тремя заходами на части длины транспортировки (перемещение с одним или двумя промежуточными валами). Объем грунта, набранный первым проходом, перемещается до середины (на три четверти) транспортного пути, затем набирается второй объем и по пути к месту укладки подбирается первый. При работе с двумя промежуточными валами последним третьим проходом подбираются валы, оставленные после двух предыдущих. Разновидность этого способа — перемещение грунта в два эгапа, когда разрабатываемый грунт перемещается на половину транспортного пути и собирается в штабель. После накопления 100—200 м3 грунта бульдозерист производит дальнейшую транспортировку к месту укладки. Такой способ увеличивает производительное^ на 5—10 %. Применение открылков при работе описанными способами с промежуточными валами или с штабелевкой увеличивает объем призмы на втором этапе до двухкратного.

Укладка перемещаемого грунта в зависимости от характера искусственного сооружения обычно производится одним из трех способов.

Первый способ — послойная отсыпка с разравниванием передним или задним ходом применяется при возведении насыпей бульдозерами, при разравнивании грунта, отсыпанного другими машинами с последующем уплотнением. Огвал при этом поднимается на высоту 15—20 см при движении бульдозера с грунтом, что позволяет получить ровный слой отсыпанного грунта (укладка слоем от себя), уплотняемого в процессе отсыпки бульдозером, а затем окончательно укатываемого катком. Разновидность способа— быстрый подъем отвала после доставки грунта к месту укладки, продвижение пперед на 1 —1,5 м, опускание и последующее разравнивание грунта тыльной стороной отвала при движении бульдозера задним ходом (укладка слоем на себя).

Второй способ — местная отсыпка грунта без разравнивания — применяется в случае укладки грунта слоем большой толщины (засыпка котлованов, устройство оградительных валов, кавальеров). При этом различают укладку отдельными кучами (свободная укладка), вполуприжим, вприжим. При укладке отдельными кучами отсыпки грунта в заданном месте осуществляются последовательно таким образом, чтобы подошвы их откосов соприкасались. Укладка вполуприжим производится с надвиганием последующих отсыпок на ранее уложенные, чтобы расстояние между вершинами куч примерно было равно высоте кучи. При укладке вприжим расстояние между вершинами соответствует 0,5—0,75 высоты кучи. Высота грунта в кучах при свободной укладке достигает примерно 0,6—0,7 м, что после планировки дает толщину слоя в 25—30 см. При укладке вполуприжим и вприжим высота соответственно равна 0,7—0,9 и 1 —1,2 м, что после разравнивания дает слой толщиной 60—80 см. При такой толщине слоя для хорошего уплотнения грунта требуются тяжелые уплотняющие машины. Поэтому в обычных условиях для возведения насыпей способ местной отсыпки без разравнивания применяться не должен.

Третий способ — местная отсыпка с разравниванием — применяется при засыпке траншей, подсыпке грунта к искусственным сооружениям.

Возвращение бульдозера в забой (холостой ход) совершается с максимальной скоростью, допустимой условиями безопасности движения и приемлемой для бульдозериста. При транспортировке на расстояние более 50 м движение производится передним ходом с разворотом машины, при меньшем расстоянии — задним ходом. В случае движения передним ходом холостой ход выполняется в стороне, рядом с грузовым направлением. При транспортировании грунта в траншее холостой ход производится как в стороне, так и при движении задним ходом.

Остановки, связанные с переключением передач, используются для временной установки отвала в рабочее или транспортное положение. При механической трансмиссии переключение делают за 3—\ с, при гидромеханической или электрической — за 1—2 с, с учетом времени на управление отвалом соответственно 4—6 с в первом и 2—3 с во втором случае.

Скорости по операциям рабочего цикла составляют 2,5—4 км/ч при резании, 2,5—5 при транспортировке грунта, 5—8 при холостом ходе. Агрегатирование бульдозерного оборудования с энергонасыщенными скоростными тракторами может повысить названные характеристики в 1,5—2 раза.